Фенол что это такое чем опасен
Опасные вещества: фенол
Фенол является простейшим ароматическим спиртом, и представляет собой основу для изготовления ряда синтетических смол и других подобных продуктов. Также фенол входит в состав многих дезинфицирующих средств, используемых в медицине. Среди строительных и отделочных материалов чаще всего фенол можно найти в составе дегтевой или битумной пропитки для строительных пергаминов, а также в составе рубероида – в нем он используется как вещество, препятствующее процессу гниения. Фенол имеет достаточно специфический запах, напоминающий запах гуаши, что позволяет безошибочно определить его наличие в том или ином материале.
Опасность фенола для здоровья человека заключается в том, что он оказывает негативное воздействие на нервную систему. Фенольные пары и пыль, а также раствор фенола, раздражают глаза, слизистые оболочки дыхательных путей, а также кожные покровы. Если фенол попадает в организм, то его всасывание происходит в считанные секунды даже в случае его прохождения через те участки кожи, которые не повреждены. Буквально через несколько минут после попадания в организм, фенол оказывает паралитическое воздействие на головной мозг человека, а именно – на ткани головного мозга. Первые симптомы отравления фенолом – недолго длящееся возбуждение, после чего наступает паралич дыхательного центра организма. Следует отметить, что попадая в организм даже в минимальном количестве, фенол может вызвать кашель, сильную головную боль, тошноту и общую слабость. Что касается тяжелых случаев отравления этим веществом, то его характерными признаками являются потеря сознания, затруднение дыхания, омертвение роговицы глаза и также сокращением частоты пульса, судорогами и холодным потом.
Доказано, что фенол благоприятствует развитию онкологических заболеваний. К примеру, достаточно часты и документально зарегистрированы случаи частых онкологических заболеваний среди жильцов домов, в материале которых использовалось это вещество.
Сегодня фенол является одним из наиболее опасных для здоровья человека веществ, и, к сожалению, достаточно широко распространенным. Для того, чтобы избежать негативного воздействия фенола на организм и отравления этим материалом, следует свести возможность контакта с ним к минимуму. При приобретении строительных и отделочных материалов рекомендуется внимательно ознакомиться с их составом – как правило, вероятность наличия фенола особенно высока у материалов, изготовленных на основе полимеров. Рекомендуется выбирать только качественные строительные материалы, избегая подозрительно дешевой продукции. Практически всегда низкая цена свидетельствует о низком качестве продукции, и, как следствие, о том, что в ее составе содержатся вредные вещества. Кроме того, следует обращать внимание и на марку производителя: известные фабрики всегда имеют экологические сертификаты и изготавливают свою продукцию в соответствии с самыми современными требованиями к ее безопасности для здоровья человека. Таким образом, приобретая отделочные или строительные материалы от известных производителей, можно быть уверенным в том, что приобретается экологически чистый и безопасный материал, в составе которого нет вредных веществ, в том числе, и фенола.
Добавлено: 20.01.2015 11:37:41
Еще статьи в рубрике Соблюдение экологических норм при строительстве и ремонте. Экология строительства:
Вредность фенола и формальдегида, какое влияние они оказывают на человека
Токсичная парочка (Фенол и формальдегид)
Материал создан с целью ликвидации (в двух словах не ликвидируешь, но хотелось бы) уменьшения гигиенической безграмотности.
Есть пара веществ, которые сопровождают современного человека, с настойчивостью тени. Это фенол и формальдегид.
Я бы и не парился написанием заметки, если бы не попались на глаза:
Но есть и обратные примеры, когда производители идут по пути повышения качества и безопасности и они тоже вносили свою лепту в формирование моего взгляда на проблему.
Сначала краткое описание этих веществ, взятое в основном из википедии, т.к. посчитал нецелесообразным забивать заметку большим количеством информации из научных изданий.
ФЕНОЛ
По данным на 2006 год мировое потребление фенола имеет следующую структуру:
44 % фенола расходуется на производство бисфенола А, который, в свою очередь, используется для производства поликарбонатов и эпоксидных смол;
30 % фенола расходуется на производство фенолформальдегидных смол;
в России большое количество фенола используется в нефтепереработке, в частности для селективной очистки масел на технологических установках типа 37/1 и А-37/1. Фенол проявляет высокую селективность и эффективность при удалении из масел смолистых веществ, различных полициклических ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, а также соединений, содержащих серу[4];
в скотоводстве: дезинфекция животных растворами фенола и его производных.
в косметологии для проведения глубокого пилинга.
Фенол ядовит. Относится к высокоопасным веществам (Класс опасности II). При вдыхании вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу, вызывая химические ожоги. Доказательства канцерогенности фенола для людей отсутствуют.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) фенола:
Хроническое отравление
Канцерогенность
Множественность этапов канцерогенеза делает возможным вмешательство в него разными путями и с различными результатами. В частности, угнетение функции восстановительных систем клетки несомненно делает работу канцерогенов более эффективной. Поэтому вещества, не обладающие собственной канцерогенной активностью, могут усиливать действие других канцерогенов, выступая в роли «ассистентов», «помощников». Такое действие носит название коканцерогенного. Коканцерогенный эффект достигается и в том случае, если вещество- «ассистент» облегчает проникновение канцерогена в ткани, способствует его превращению в конечный канцероген и связыванию с ДНК либо «подталкивает» уже трансформированную канцерогеном клетку к размножению.
ФОРМАЛЬДЕГИД
Формальдегид применяется в качестве средства фумигации, в частности при хранении и транспортировке зерна.
Основная часть формальдегида идёт на изготовление полимеров-реактопластов (фенолформальдегидные, карбамидформальдегидные и меламинформальдегидные смолы), он широко используется также в промышленном органическом синтезе (пентаэритрит, триметилолпропан и т. д.).
При хранении (при температуре ниже 9 °С) раствор формальдегида мутнеет, выпадает белый осадок (параформальдегид).
В пищевой промышленности зарегистрирован под кодом E240.
Использование формальдегида в составе косметических средств
Директивой 76/768 ЕЭС допускается применение формальдегида в качестве консерванта в количестве до 0,1 % в составе косметических средств, предназначенных для гигиены полости рта, и до 0,2 % в прочих косметических препаратах.
В литературе сведения о влиянии разбавленных растворов формальдегида на кожу человека практически отсутствуют. Известно, что если выдержать ухо кролика в формалине (37%-й раствор формальдегида) в течение 30 минут, то оно покраснеет и начнет шелушиться, а впоследствии полностью восстановится (регенерирует).
Так как формальдегид в развитых странах используется исключительно в композиции косметических препаратов, не остающихся на коже, вероятность возникновения кожной реакции была рассчитана для случаев использования шампуня, содержащего в качестве консерванта 0,1 % формальдегида. Расчет показал, что нежелательная кожная реакция при применении такого шампуня возникнет только у 1 человека из 75 000. При этом в действительности эта цифра будет ещё менее значимой, поскольку при проведении расчетов не учитывался ряд факторов, не поддающихся точному учету, но неопровержимо снижающих эту вероятность. Во-первых, расчет основывался на базовых данных по содержанию формальдегида непосредственно на коже человека. При мытье волос в непосредственном контакте с кожей находится лишь незначительная часть формальдегида, находящегося в шампуне. Во-вторых, в связи с невысокой стойкостью формальдегида в водных растворах (испарение), его концентрация с течением времени понижается.
Безопасность и токсические свойства
Формальдегид образуется в организме путём окисления метанола.
Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) формальдегида:
С 25 мая 2014 г. вступило в силу Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации, согласно которому установлены следующие значения ПДКм.р. = 0,05 мг/м³, ПДКс.с. = 0,01 мг/м³ [8]
Смертельная доза 40 % водного раствора формальдегида (формалина) составляет 10-50 г.
Воздействие на организм и симптомы хронического отравления
Формальдегид токсичен: приём внутрь 60-90 мл является смертельным. Симптомы отравления: бледность, упадок сил, бессознательное состояние, депрессия, затруднённое дыхание, головная боль, нередко судороги.
При остром ингаляционном отравлении: конъюнктивит, острый бронхит, вплоть до отёка лёгких. Постепенно нарастают признаки поражения центральной нервной системы (головокружение, чувство страха, шаткая походка, судороги). При отравлении через рот: ожог слизистых оболочек пищеварительного тракта (жжение, боль в глотке, по ходу пищевода, в желудке, рвота кровавыми массами, понос), геморрагический нефрит, анурия. Возможны отёк гортани, рефлекторная остановка дыхания.
Хроническое отравление у работающих с техническим формалином проявляется похудением, диспепсическими симптомами, поражением центральной нервной системы (психическое возбуждение, дрожание, атаксия, расстройства зрения, упорные головные боли, плохой сон). Описаны органические заболевания нервной системы (таламический синдром), расстройства потоотделения, температурная асимметрия. Отмечены случаи бронхиальной астмы.
В условиях воздействия паров формалина (например, у рабочих, занятых изготовлением искусственных смол), а также при непосредственном контакте с формалином или его растворами наблюдаются, в особенности в первые дни работы, выраженные дерматиты лица, предплечий и кистей, поражения ногтей (их ломкость, размягчение). Возможны дерматиты и экземы аллергического характера. После перенесённого отравления чувствительность к формалину повышается. Имеются сведения о неблагоприятном влиянии на специфические функции женского организма.
Канцерогенность
Формальдегид внесён в список канцерогенных веществ ГН 1.1.725-98 в разделе «вероятно канцерогенные для человека», при этом доказана его канцерогенность для животных.
Климатическая камера… На пальцах
ГОСТ 30255-95 Мебель, древесные и полимерные материалы. Метод определения выделения формальдегида и других вредных летучих химических веществ в климатических камерах
Площадь поверхности образцов вычисляют с погрешностью ±3%. Она включает в себя суммарную площадь с 2 сторон всех деталей мебели (поверхности задних стенок, дно ящиков, полок, поверхности за зеркалами, заглушины в изделиях мебели для сидения и лежания и др.).
6.7 Оценку результатов испытания проводят путем их сравнения с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ в атмосферном воздухе, утвержденными в установленном порядке органами Государственного санитарно-эпидемиологического надзора.
Итак, возьмем для примера, комнату, а в ней шкаф, кровать, стол, и стул.
повышение качества мебели (при капитализме это не путь №1, а последний, т.к. приводит к издержкам)
Фильтрация воздуха (ну это совсем фантастика)
Перейдем к строительным материалам. Собственно, какая-то ремонтно-косячная передача и заставила меня взяться за клавиатуру, там показывали, как в жилое помещение напихать побольше ОСП и ДСП.
ДСП должно соответствовать тому же ГОСТу, но… Знаете зачем ДСП обклеивают пленкой? А один мой знакомый теперь точно знает. И ведь что характерно, я ему объяснял зачем и про важность вентиляции объяснял, но вентиляция на 50тыр удорожает строительство, а ДСП дешевле других материалов на пол. Так вот, он пленку, которую, как говорили в теледебиляторе наклеивают что бы не запачкать до покраски ДСП, оторвал в помещении без вентиляции и. потерял сознание, как плохо ему потом было он живописал. Так вот, отблевался он, оклемался и доделал полы. Но даже такой яркий опыт не заставил его пересмотреть свои взгляды на «удобные и дешевые» строительные материалы и отсутствие вентиляции.
Собственно, всё становится понятно из сведений этого стандарта:
«1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией Центр по сертификации лесопродукции «ЛЕССЕРТИКА» (АНО ЦСЛ «ЛЕССЕРТИКА»), Закрытым акционерным обществом «Консультационная фирма «Проектирование, инвестиции, консалтинг» (ЗАО «Консультационная фирма «ПИК»), Обществом с ограниченной ответственностью «Кроношпан» (ООО «Кроношпан»), Обществом с ограниченной ответственностью «Кроностар» (ООО «Кроностар»), Обществом с ограниченной ответственностью «ОРИС» (ООО «ОРИС») и Обществом с ограниченной ответственностью «ДОК «Калевала» (ООО «ДОК «Калевала»)»
Т.е. Стандарт разрабатывали производители ОСП. И всё бы ничего если бы не:
6.2 Содержание химических веществ в плитах кроме формальдегида (см. 5.12) не должно превышать предельно допустимых норм их выделения в воздух для данной продукции, установленных нормативными документами национальных органов санитарно-эпидемиологического надзора
5.12 Предельно-допустимые нормы содержания формальдегида в плите, выделения формальдегида из плиты в воздух, для плит классов эмиссии формальдегида Е0.5, Е1 и Е2 не должны превышать значений, указанных в таблице 8. Плиты, изготовленные без формальдегидосодержащих материалов, относят к классу Е0.5 без испытаний. Для определения класса эмиссии формальдегида изготовитель применяет один из методов.
Посмотрим норматив в ГН 2.1.6.3492-17 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений»
Тут стоит отметить, что такое ПДК максимальная разовая (максимально разовая) и среднесуточная.
Таким образом в ГОСТе уже заложена возможность превышения ПДК в 8 раз для ОСП с классом эмиссии Е0,5.
Не трудно догадаться что все ПДК будут превышены, что прямо говорит о том, что контакт ОСП с жилой средой недопустим.
«Гигиенические нормативы для воздуха жилых и непроизводственных помещений
И еще в ГОСТе по ОСП никак не оговаривается применение и необходимость изоляции материала.
Столь дикие цифры говорят о том, что ОСП надо изолировать от воздуха жилых помещений. Неплохо с этим справляется ламинирование и окраска.
Собственно, с этими целями и ламинируют мебель из ДСП. И целостность этих покрытий будет наиболее важным критерием безопасности как мебели, так и иных материалов, изготовленных с использованием фенолформальдегидных и карбамидоформальдегидных смол.
Стоит отметить, что изолирующие краски, например, масляные краски, после высыхания избавляются от неполимеризовавшихся остатков и являются безопасным покрытием. Но опять же, масляные краски безопасны только когда нанесены не слишком толстым слоем, в противном случае непрореагировавшие остатки всякой химии еще долго будут выделяться в воздух помещения.
Ну и на сладенькое для любителей утверждать, что минвата «эколохический» продукт.
Этапы изготовления минеральной ваты
Расплавление исходного сырья (доломита, базальта, диабаза, шлаков от иных производств). Предварительно подготовленная смесь загружается в специальные печи, ванные или вагранки. Рабочая температура достигает 1400-1500 градусов.
Волокнообразование. Готовый расплав перемещается внутрь центрифуги, где вращающиеся при скорости 7000 об/мин валки, превращают состав во множество отдельных и независимых волокон.
Обработка волокон антислеживающими и связующими компонентами на синтетической основе, для чего чаще всего применяются различные смолы (фенолформальдегидные и цианформальдегидные). За счёт мощного потока воздуха волокна перемещаются в камеру охлаждения, формируя нечто, напоминающее ковёр;
Специальное оборудование придаёт полотну требуемый объём и длину, после чего ковер попадает в термокамеру. Под воздействием высокой температуры состав полимеризуется и обретает окончательный объём.
Далее минвата режется на блоки и упаковывается.
П.С. Мы живем в той среде, которая есть, мы пользуемся теми материалами, которые доступны. Так давайте использовать материалы в соответствии с их свойствами, а не сказками алчных менеджеров, не отказываться от современных материалов, а учитывать их опасность.
Формальдегидные дома
Фенол
Фенол — органическое соединение состава C6H5OH. При обычных условиях фенол является белым или бесцветным кристаллическим веществом со сладковатым запахом, умеренно растворимым в воде.
Молекула фенола состоит из бензольного ядра, непосредственно к которому присоединена гидроксильная группа (альтернативное название фенола — гидроксибензен). Наличие гидроксильной группы определяет принадлежность фенола к ряду спиртов, а кроме этого он является самым простым представителем ряда фенолов, в которых к бензольному кольцу присоединены одна или более гидроксильная группа.
Поскольку гидроксильная группа в молекулах спиртов определяет кислотные свойства, в старину фенол назывался карболовой кислотой. Проявляя кислотные свойства, фенол, аналогично другим спиртам, взаимодействует со щелочами с образованием солей — фенолятов.
Содержание
[править] История
Фенол был открыт в 1834 году Фридлибом Фердинандом Рунге, который выделил его из каменноугольной смолы путем перегонки, а также и предложил название для нового вещества — карболовая кислота.
В чистом виде фенол впервые был получен в 1841 году Огюстом Лораном, который также смог определить его качественный состав. Он предложил название феноловая кислота, которое Шарль Фредерик Жерар сократил до современного фенол. Точку в основательном исследовании фенола поставил Август Кекуле в 1858 году, установив его строение.
Основным применением фенола в 19 веке было приготовление антисептиков и дезинфектантов. Обеззараживание в врачебном деле с помощью фенола было открыто и широко внедрено британским хирургом Джозефом Листером в 1860-х годах. Он обрабатывал фенолом не только открытые раны, но и хирургические инструменты, благодаря чему смог сократить количество летальных случаев во время операций с 50 до 15 %.
Стремительный рост спроса на фенол приходился на периоды массового производства веществ, которые были производными фенола, в частности, салициловой кислоты, открытой в 1897 году, фенолосодержащих синтетических смол типа бакелита после Первой мировой войны, а также бисфенола и поликарбонатов после Второй мировой.
[править] Физические свойства
При комнатной температуре фенол является белыми или бесцветными кристаллами, которые постепенно розовеют при наличии примесей или при воздействии света или воздуха.
В промежутке от 0 до 65° C фенол ограничено растворяется в воде, а выше 65,3° смешивается в любых пропорциях. Он хорошо растворяется в спиртах, бензоле, хлороформе, эфире,
Вязкость фенола с повышением температуры меняется следующим образом:
Температура, °C | 50 | 75 | 100 |
Вязкость, мПа·с | 3,437 | 1,784 | 1,099 |
[править] Токсичность
Фенол проявляет свойства протоплазматического яда и опасен для любых тканей в организме. Типичными путями попадания фенола в организм является проглатывание, вдыхание паров, а также всасывание через кожу. Поскольку он имеет анестетическое действие, при его контакте с кожей не чувствуются боли, но тот появляется со временем, сопровождаясь появлением ожогов. При всасывании через кожу большого количества фенола происходит поражение ЦНС и кровеносных сосудов, возможно появление фенольной гангрены.
Пары фенола способны раздражать глаза и дыхательные пути. Согласно исследованиям Национального института охраны труда (США) при стандартной 40-часовой рабочей неделе присутствие фенола в воздухе опасно, начиная с концентрации 20 мг/м³.
Использование фенола в работе требует применения защитной одежды, в частности, очков и резиновых перчаток. При попадании фенола на кожу необходимо тщательно промыть пораженное место водой, а затем и полиэтиленгликолем. В случае попадания в глаза их промывать водой в течение 10 минут, а при вдыхании паров необходимо предоставить пораженному доступ к свежему воздуху.
[править] Применение
Мировое производство фенола в 2003 году достигло 7,3 мегатонн. Около 37 % всего фенола было использовано в производстве бисфенола А — основы поликарбонатных пластмасс и эпоксидных смол. Вторым значительным направлением в применении фенола является производство фенолоформальдегидных смол. Менее распространенным является использование фенола в синтезе капролактама, анилина, алкилфенолов, салициловой кислоты.
Фенолы в сточной и питьевой воде: индекс, методы очистки, нейтрализация
Фенолы – широко распространенные антропогенные загрязнения. Чрезвычайно опасные органические соединения ароматического ряда губительны для многих микроорганизмов, поэтому промышленные сточные воды с высоким содержанием токсиканта плохо поддаются биологической очистке.
Фенолы в сточной воде
Технологии химической и нефтеперерабатывающей промышленности изначально создавались без учета очистки стоков. Небольшие производства не оказывали заметного влияния на окружающую среду. С техническим прогрессом возросло количество химических соединений, практически неразлагаемых в природе, и на проблему опасных стоков обратили внимание.
Летучие и нелетучие фенолы – разница
Фенолы разделяются на 2 группы по признаку летучести. К летучим фенолам (отгоняемым с водяным паром) причислены:
Летучие фенолы – основная часть фенольных стоков. До 50% общего количества фенолов составляет карболовая кислота, крезолы – от 30 до 60%; содержание же многоатомных фенолов достигает 15%.
Летучие фенолы, кроме п-крезола и других фенолов, замещенных в пара-положении, реагируют с 4-аминоантипирином в щелочной среде (рН 10,0 ±0,2). Это интенсивно пахнущие вещества. Летучие фенолы существенно ухудшают санитарное состояние водоемов. На водопроводных станциях, где вода обеззараживается хлорированием, содержание в питьевой воде летучих фенолов жестко лимитируется. Хлорпроизводные фенола (особенно крезолы) имеют неприятный запах даже в самых малых количествах.
Летучие и нелетучие фенолы различаются по температуре кипения
Группа | Температура кипения фенолов при давлении 760 мм. рт. ст. |
Летучие фенолы (одноатомные): | |
фенол | 181,8 °С |
крезол | 190,8 °С |
ксиленол | 210-225 °С |
Нелетучие (многоатомные) | |
пирокатехин | 245,9 °С |
резорцин | 280 °С |
гидрохинон | 287 °С |
Фенол, крезол, ксиленол окисляются до CO2 и H2O, а пирокатехин, гидрохинон и другие многоатомные фенолы распадаются не до конца, образуя промежуточные продукты, устойчивые в отношении биохимического окисления.
Как появляются в природе?
Фенол и фенольные соединения свойственны природе, эти вещества появляются в экосистемах в результате обменных процессов водных организмов, высших растений, при биохимическом распаде органики в толще воды. К синтезу фенола способен ряд организмов в ответ на нападение насекомых, ранение или облучение ультрафиолетом. Чаще в природе встречаются производные фенола (биофлавоноид кверцитин, аминокислота тирозин, витамин токоферол), но и в свободной форме фенол тоже не редок.
К примеру, в хвое пихты сибирской содержится до 2,42% фенола в пересчете на абсолютно сухую хвою. В траве тимьяна обыкновенного обнаружен тимол, в листьях и семенах груши – гидрохинон.
Откуда берутся в воде?
В поверхностные водоемы фенол поступает в составе сточных вод, сбрасываемых:
Фенолы уходят в стоки при изготовлении красителей, в процессе переработки каменного угля и в производстве дубильных веществ. Даже изготовление ушных капель и средств для полоскания рта вносит свой негативный вклад в загрязнение сточных вод соединениями фенола.
Водные экосистемы постоянно подвергаются антропогенному воздействию, негативно влияющему на качество воды. Деятельность животноводческих хозяйств с постоянными навозными стоками, использование удобрений в сельском хозяйстве, неэффективная ирригация, стройки по берегам рек, загрязненные сточные воды крупных производств нарушают природный баланс водоемов. В природных водах все чаще регистрируют превышение по тяжелым металлам и ртути, наблюдают гибель гидробионтов, цветение вод и снижение их биоразнообразия.
Сточная, природная и питьевая вода
Вода квалифицируется и подразделяется на типы, исходя из самых разных признаков и факторов. Изначально вся влага на планете была природной, состоящей из воды океанов, морей, рек, озер, ледников, подземных источников, атмосферных осадков. С развитием хозяйственно-бытовой деятельности человека для используемой воды стали применять следующие понятия:
Термин «сточные воды» обозначает воды, использованные на промышленные и бытовые нужды и при этом загрязненные дополнительными примесями, меняющими её первоначальные физико-химические свойства. Под этот тип подходят также талые и дождевые потоки, уходящие с территорий населенных пунктов и промышленных предприятий.
Понятие «питьевая вода» характеризует воду, предназначенную для питья и бытовых потребностей населения и отвечающую всем гигиеническим нормативам, в том числе и по уровню фенолов.
Класс опасности фенола
Грязные массы воды, сброшенные с крупных производств, резко повышают уровень фенола в природной воде. Фенольные стоки серьезно изменяют концентрацию кислорода в речной воде. В жаркий сезон скорость распада фенолов в природных водоемах увеличивается, но в зимний период процессы замедляются.
Далее из природных источников при недостаточно эффективной очистке водного ресурса фенолы попадают в водопроводную сеть.
Согласно СанПиН 1.2.3685-21 содержание фенола в питьевой воде не должно превышать 0,001 мг/дм3, но при недостаточной водоподготовке токсичные примеси удаляются не полностью. В процессе дезинфицирующего хлорирования питьевой воды фенолы превращаются в хлорфенолы, особенно при кипячении. Появление в питьевой воде таких соединений обуславливает ее специфический лекарственный запах.
Фенольный индекс, ПДК
Для летучих алкифенолов (простой фенол, крезолы, гваякол, этилфенол) введен обобщенный показатель – «фенольный индекс».
Фенольный индекс отличается от реального содержания фенолов в их модельной смеси в 3-5 раз.
Влияние на природу
Угроза для человека
Фенол проникает в организм человека при непосредственном контакте с разлитым реагентом, вместе с питьем, через пищу и воздух, в момент применения медицинских и косметических товаров, во время курения. При точечном попадании фенола на кожу образуются язвы и сильные ожоги, а контакт больших площадей тела (более 25 %) с разбавленным раствором фенола приводит к гибели.
Фенол вступает в организме в химические реакции и накапливается там. Чем выше концентрация токсина в крови, тем серьезнее последствия фенольного отравления для человека. Безопасной (условно) считается доза 0,6 мг фенола на 1 кг живого веса, попавшая в организм человека в течение одних суток (по данным Управления по охране окружающей среды США). В расчетах не учтен канцерогенный эффект фенола, который потенциально проявится длительное время спустя.
Острое отравление фенолом при попадании его с водой в желудочно-кишечный тракт вызывает боль в глотке, раны во рту, ожоги слизистых, тошноту, рвоту, диарею. Артериальное давление снижается, развивается бледность кожных покровов, симптомы сердечной недостаточности, возможны судорожные спазмы, боль в животе. Моча бурого цвета быстро темнеет на воздухе. Вероятная летальная доза для человека при пероральном приеме 50-500 мг/кг, а проглатывание 1 грамма вещества смертельно.
При длительном отравлении фенолом развивается анорексия, наблюдается обильное слюноотделение. Люди теряют вес, ощущают слабость и боль в мышцах. Поражаются печень и почки, нервная система и легкие.
Методы определения фенолов
Для анализа воды на содержание в ней фенолов в лабораторной практике используются следующие методы:
Метод выбирают в зависимости от задач исследования химического состава контролируемого объекта.
Фотометрический
При определении фенола фотометрическим методом (ПНД Ф 14.1:2.105-97) летучие фенолы отгоняются с водяным паром из предварительно подкисленной пробы воды. Далее к отгону прибавляют 4-аминоантипирин и гексацианоферрат (III) калия и проводят экстракцию окрашенного соединения хлороформом. На спектрофотометре или фотоэлектроколориметре при длине волны λ = 460 нм и λ = 460-490 нм соответственно измеряют оптическую плотность экстракта.
Газо-жидкостная хроматография
Метод газо-жидкостной хроматографии основан на взаимодействии гидроксибензола (фенола) с бромирующим реактивом в присутствии слабого раствора серной кислоты. Избыток брома удаляют раствором сернистого натрия. Образовавшийся трибромфенол экстрагируют гексаном, гексановый экстракт хроматографируют на газовом хроматографе с электронозахватным детектором.
Броматометрическое титрование
Определение фенола броматометрическим методом основано на титровании анализируемой пробы воды избытком бромат-бромидной смеси, приготовленной из навесок KBrO3 и KBr.
Образующийся бром вступает в реакцию с фенолом:
При добавлении иодида калия, избыточный, не прореагировавший бром окисляет иодид до йода, который оттитровывают стандартным раствором Na2S2O3:
Флуориметрический
В ходе флуориметрического анализа фенол экстрагируется из воды растворителем бутилацетатом. Далее проводится реэкстракция фенолов в водный раствор NaOH, а затем определение их концентрации на анализаторе жидкости «Флюорат».
Летучие фенолы методом флуориметрии определяются после предварительной отгонки фенолов при помощи перегонного устройства.
Очистка вод от загрязнения фенолами
Методы обесфеноливания воды условно делятся на две группы:
Регенеративные методы нейтрализации
Регенеративный метод предполагает возвращение фенола в процесс производства или его переработку в альтернативные продукты. Так фенол иногда переводят в резольные смолы, используемые в дальнейшем для производства фанеры, или в фениловые эфиры полиэтиленгликоля.
Очистка испарением
Паровой метод предполагает выдувание фенолов большим объемом водяного пара из сточной воды, предварительно доведенной до кипения. Далее смесь пара и фенолов пропускается через горячий поглотительный раствор щелочи (100-103 ⁰С). При взаимодействии щелочи и фенолов образуются феноляты.
Но при очистке испарением сточная вода от фенолов освобождается не полностью, так как часть фенолятов остается в дистилляционной колонне перед обесфеноливанием воды.
Экстракция
Метод очистки экстракцией базируется на смешивании фенолсодержащей воды с растворителем, в котором гидроксибензол растворим легче, чем в воде. Важное условие – растворитель не должен сам растворяться в воде. Фенол переходит из загрязненных вод в растворитель, вода с растворителем смешиваться не способна, поэтому образуются два слоя, которые можно без труда разделить декантацией.
Метод экстракции дорог, так как требует специализированных растворителей (это трикрезилфосфат, фенолсольван) и последующей их отгонки. Бюджетные растворители – хинолин и анилин практически полностью извлекают фенол из воды, но сами смешиваются со стоками, создавая опасное загрязнение.
Мембранные технологии
Для очищения стоков применяют технологии, основанные на способности ультрапористых перегородок (полупроницаемых мембран) избирательно пропускать через себя компоненты очищаемых растворов.
Виды мембранных процессов для извлечения фенолов из воды | Особенности процесса |
обратный осмос | Вода (растворитель) под давлением проникает из более концентрированного раствора через синтетическую полупроницаемую мембрану в менее концентрированный раствор (обратный осмос). Мембранный барьер не препятствует растворителю, но мешает некоторым растворённым в нём веществам. Метод позволяет отделить органические молекулы массой 100 дальтон и даже менее. |
нанофильтрация | Фильтрация происходит через ультрапористую мембрану при рабочем давлении 1-10 атм. В процессе очистки отделяются органические молекулы с массой более 300 дальтон. |
Для очистки фенолсодержащих вод часто применяются комбинированные методы, совмещающие мембранные и традиционные варианты очистки:
Мембраны чувствительны к жесткости воды, поэтому поступающую воду предварительно требуется очищать менее тонкими методами. Со временем проницаемость мембран снижается из-за эффекта «концентрационной поляризации», когда у поверхности полупроницаемого барьера скапливаются разделяемые вещества.
В то же время мембранный способ очистки вод энергосберегающий, не требует нагревания и почти полностью исключает взаимодействие между веществами в растворе. Фенолы выделяются из весьма разбавленной воды в достаточно высокой концентрации, которую можно повторно использовать. При реализации мембранного метода не требуются дополнительные реагенты, а, значит, не происходит вторичное загрязнение сточных вод.
Удаление адсорбцией
Несмотря на развитие электрохимических и мембранных методов водоочистки, абсорбционный метод очистки сточных вод от примесей остается наиболее востребованным.
Суть удаления примесей абсорбцией заключается в пропускании загрязненной воды через слой сорбента. Сорбент способен физически улавливать молекулы фенола за счет вандерваальсовых сил или образовывать с токсином химические связи.
К сорбентам предъявляются общие требования:
Для улавливания фенола в сточных водах применяют органические полимерные сорбенты («Полисорб», Poropak), ионообменные смолы, неорганические сорбенты (силикагели, цеолиты природного происхождения и синтезированные), активные угли, активированные углеродные волокна и ткани.
Биологические способы очистки
Биологический метод обесфеноливания воды основан на способности некоторых микроорганизмов окислять фенолы.
Для биологической очистки воды от фенола используют комбинацию активного ила, в состав которого входят коловратки, инфузории, жгутиковые, нитчатые бактерии, корненожки, зооглеи и группы специальных микроорганизмов-деструкторов токсинов. Эффективность разложения фенола при биологическом методе зависит от качества жизни организмов, осуществляющих очистку. Микроорганизмы-деструкторы чувствительны к факторам среды. Сточная вода, подвергаемая обесфеноливанию в биологическом бассейне, должна удовлетворять следующим условиям:
Биологический метод глубоко очищает воду от фенола, но при этом требует больших площадей для обустройства ирригационных бассейнов и четкого контроля за процессом.
Можно ли избавиться в быту?
Если вода из крана внезапно приобрела аптечный запах, самостоятельно очищать и затем пить эту воду нельзя. Фенол – опасное вещество, способное вызвать тяжелые поражения организма человека. Токсикант, легко растворяющийся в воде, бытовыми способами удалить не получится. Если вода из-под крана запахла «карболкой», необходимо сообщить об этом в аварийную службу ЖЭКа, ДЭЗа или ТСЖ, обратиться в городской Водоканал или санэпидемстанцию.
Но в быту можно позаботиться о доочистке поступающей из водопровода воды, установив в квартире или коттедже систему обратного осмоса с фильтрами, минерализатором и высокоселективной мембраной.
Современные бытовые фильтры справляются с очисткой воды от загрязнителей разного происхождения:
Осведомленность о фенолах, как наиболее часто встречаемых, токсичных и одновременно трудноудаляемых техногенных загрязнениях, необходима для грамотного решения задач по очистке воды и охране окружающей среды.