Фенол в воде чем опасен
«Химический» запах питьевой воды в Донбассе. Кто виноват и в чем причина?
Последние несколько дней жители городов Донбасса, водоснабжение которых осуществляется из канала «Северский Донец-Донбасс», отмечают неприятный запах у трубопроводной воды. Об этом сообщил горловский блогер Егор Воронов.
Стоит отметить, что эта проблема наблюдается не только ДНР, но и украинских городов Донецкой области. С понедельника об ухудшении качества воды и её «аптечном запахе» рассказывали масс-медиа Краматорска, Славянска, Дружковки, Константиновки и Артёмовска. Тамошние власти созывают комиссии, собирают заседания и проводят совещания.
Специалисты КП «Компания «Вода Донбасса» делают пробы, проверяя и отправляя их вплоть до украинской столицы. Одновременно с этим специалисты водной сферы уже «скорректировали технологический режим работы фильтровальных станций», где наряду с первичным хлорированием в воду начали добавлять перманганат калия и активированный уголь.
Поскольку система водоснабжения Донбасса межгосударственна, то есть едина и для ДНР, и для Украины, то это коснулось всех фильтровальных станций.
По их данным, качество питьевой воды соответствует требованиям ГСанПиН 2.2.4-171-10 «Гигиенические требования к питьевой воде, предназначенной для потребления человеком».
Заявление чиновников Украины и ДНР
В свою очередь, 9 декабря начальник отдела водоснабжения и водоотведения Минстроя ДНР Сергей Иванов сделал похожее заявление.
Также заявление сделали и в Министерстве здравоохранения ДНР:
Одновременно с этим по социальным сетях распространилось сообщение, которое представители власти уже называют ложным.
Выводы
Также какова должна быть изначально концентрация веществ в воде, если они доходят до нас (и даже в Донецк) и не выветриваются на открытых участках канала? А это более 70 километров. В-третьих, что же изменилось в вопросе промышленности к северу от нас за минувший год?
Например, 14 января этого года украинский НАК «Нафтогаз» ввел в эксплуатацию Святогорское месторождение газа из плотных коллекторов. Другими словами, приступил к той самой добыче сланцевого газа.
Святогорское ГКМ расположено в Изюмском районе Харьковской области. Часть площади месторождения пролегает в границах населённых пунктов Студенок и Яремовка. Святогорское ГКМ вытянуто вдоль русла реки Северский Донец. При добыче этого газа используется ли технология гидроразрыва и входят ли в состав используемых при этом смесей аммоний и фенол.
Отравление фенолом
Отравление фенолом — это острая или хроническая интоксикация, спровоцированная вдыханием паров вещества, его мелкой пыли, образующейся при конденсировании испарений, а также попаданием токсиканта на кожу. Симптомы зависят от разновидности соединения. Наиболее распространенные признаки – кашель, головокружение, ожоги дыхательных путей, судороги. Патология диагностируется на основании анамнеза и клинической картины. Токсико-химическое исследование неинформативно. Лечение включает обработку кожи 40% этанолом, введение тиосульфата натрия, щелочные ингаляции. При пероральных поражениях показано промывание желудка взвесью активированного угля.
МКБ-10
Общие сведения
Причины
Патогенез
Воздействие фенолов на организм многогранно, зависит от пути поступления яда, времени воздействия и частоты контакта с отравляющим веществом. При регулярном вдыхании паров возникает патологическое полнокровие внутренних органов, их воспалительная инфильтрация. Вокруг сосудов образуются участки кровоизлияний. В первую очередь поражению подвергаются легкие, далее – печень и почки. Выявляется протеинурия, метаболический ацидоз. Сердце и селезенка страдают меньше других структур.
Острое ингаляционное отравление фенолом характеризуется формированием отека и гиперемии верхних дыхательных путей. Определяется механическая обструкция, которую сопровождают признаки респираторной недостаточности различной степени. Тяжелые случаи заканчиваются токсическим отеком легких. Отмечается первоначальное возбуждение дыхательного центра с последующим его угнетением. Нейротропное влияние ксенобиотика проявляется судорогами, нарушением координации.
При попадании карболовой кислоты на кожу выявляются симптомы химического ожога. Их тяжесть зависит не только от концентрации раствора, но и от времени его экспозиции. Даже 2-3% состав способен спровоцировать гангрену, если он не был удален на протяжении 2-3 часов. 70-80% средства обжигают ткани практически моментально. Когда жидкие формы яда или его кристаллы попадают в желудок, образуются изъязвления, развивается воспалительный процесс. Возможны кровотечения. Картина напоминает таковую при отравлении прижигающими жидкостями.
Классификация
Деление может производиться по типу отравляющего компонента (одноатомные, многоатомные, хлорированные), по причинам, вызвавшим отравление фенолом (производственные, алиментарные, ятрогенные), по путям поступления яда (ингаляционные, пероральные, трансдермальные). Значимой считается классификация по степени тяжести. Различают следующие уровни химического поражения:
Симптомы отравления фенолом
Отравление перорального типа провоцирует такие признаки, как интенсивное жжение во рту и глотке непосредственно после употребления яда, абдоминалгии, мышечная слабость, цианоз кожи. При приеме концентрированных растворов выявляются подтеки темного цвета на губах, подбородке. Позднее развивается диарея, рвота с примесью крови, психомоторное возбуждение, клоническое сокращение мыщц. При тяжелых поражениях обнаруживается угнетение ЦНС, кома, критическое снижение артериального давления, централизация кровообращения и другие симптомы экзотоксического шока.
Ингаляционные травмы характеризуются клиникой механической асфиксии. Пациент бледен, испуган, покрыт липким холодным потом, беспокоен. Отмечается повышенная двигательная активность. При осмотре – генерализованный цианоз, включение в процесс дыхания вспомогательной мускулатуры, трепетание крыльев носа. Видимые слизистые рта и горла отечны, гиперемированы. Общие симптомы – резкая головная боль, головокружение, нарушение координации, ощущение удушья. В тяжелых случаях наблюдается кома, рефлекторная остановка дыхания, судороги.
Чрескожное отравление фенолом приводит к возникновению химического ожога. На месте контакта кожа становится морщинистой, бледной, через несколько дней слущивается. Пострадавший жалуется на ощущение жжения, покалывания, онемение поврежденного участка. При поражении большой зоны обнаруживаются общие явления: гемолиз эритроцитов, увеличение гематокрита, нарушение функции систем экскреции. Развивается кратковременное повышение температуры тела, гиперкинезы, изменения со стороны сердца, респираторного аппарата.
Хронические интоксикации проявляются тошнотой по утрам, потливостью, снижением мышечного тонуса. Возникают жалобы на нестабильность психики, раздражительность, бессонницу. У части больных присутствует кожный зуд, слюнотечение. 95% пострадавших отмечают появление сухого кашля, особенно выраженного на протяжении рабочего дня. Возможно развитие анемии, концентрического сужения поля зрения на красный цвет, болей в подложечной области. У 40% людей отмечается чувство сердцебиения, одышка.
Осложнения
Ранним осложнением при преимущественном поражении дыхательного аппарата считается токсический альвеолярный отек легких. Он выявляется у 50% пострадавших с острой формой болезни. Механическая асфиксия обычно встречается у детей дошкольного возраста, что обусловлено малым диаметром воздухоносного тракта. Подобные ситуации единичны. Распространенное отсроченное последствие – пневмония, которая диагностируется в 30-35% случаев ингаляционной травмы. Обнаруживается после тяжелых отравлений, сопровождающихся пульмональным отеком.
На фоне перорального приема фенолов может возникать перфорация ЖКТ (2-3%), кровотечения (7-10%), септический процесс (14-15%). На поздних стадиях заживления формируются участки стеноза пищевода, что затрудняет прохождение твердой пищи и требует хирургической коррекции. На фоне длительного тактильного контакта с фенолами у 8-10% пациентов образуются участки глубокого некроза тканей. Возможно формирование гангрены. При поражении более чем 25% поверхности тела развивается полиорганная недостаточность.
Диагностика
Постановкой диагноза занимается врач скорой помощи, прибывший на место происшествия. Большое значение имеет информация, полученная в ходе опроса пострадавшего и свидетелей. Клиническая картина не всегда позволяет точно определить, каким именно веществом спровоцированы имеющиеся симптомы, подтверждение производят в стационаре. Требуется осмотр токсиколога, невролога. При тяжелых формах патологии назначается консультация реаниматолога. Применяются следующие методы обследования:
Дифференциальная диагностика производится с интоксикацией ядами, обладающими сходным влиянием. Следует исключить поражение кислотами и иными веществами прижигающего действия (концентрированные щелочи, окислители). На догоспитальном этапе это делается по результатам опроса очевидцев и осмотра места происшествия, по запаху фенола (напоминает гуашь), исходящему от больного. В условиях лечебного учреждения основанием для постановки окончательного диагноза служат результаты комплексного обследования.
Лечение отравления фенолом
Интоксикация средней и тяжелой степени требует госпитализации пострадавшего. Помощь пациентам с легкими отравлениями допустимо оказывать амбулаторно. До приезда медиков человека следует эвакуировать из зоны загрязнения, обеспечить приток воздуха, расстегнуть стесняющую одежду, уложить с приподнятым головным концом. Если произошла утрата сознания, нужно приподнять ноги, а голову опустить на один уровень с телом. Загрязненную одежду необходимо удалить, участки кожи, контактировавшие с ядом, протереть водкой.
Первая помощь
Для связывания токсиканта бригадами скорой помощи применяется тиосульфат натрия в дозе 8-10 мл. Метод введения внутривенный. На ДГЭ рекомендованы щелочные ингаляции, теплое молоко для питья. Пероральное отравление фенолом – показание для промывания желудка. В качестве рабочего раствора используется взвесь активированного угля или жженая магнезия, иногда – сернокислый натрий. Процедуру проводят до чистых вод и исчезновения запаха ксенобиотика, затем больному дают выпить касторовое масло или сырое яйцо.
Дальнейшая терапия осуществляется с учетом симптоматики. При значимом угнетении дыхания необходима однократная попытка интубации трахеи, при неудаче следует перейти к коникотомии. Установка ларенгеальной маски на фоне отека респираторного тракта не рекомендована. Умеренное снижение АД требует вливания кордиамина, кофеина, падение показателей ниже 90/60 – показание для капельного введения допамина, плазмозамещающих растворов. Судороги и психическое возбуждение купируют с помощью реланиума.
Стационарное лечение
Пациенту показан щелочной форсированный диурез, объемная инфузионная терапия. При этом следует тщательно контролировать объем введенной и выведенной жидкости. Обезболивание при ожогах ЖКТ производят с помощью наркотических анальгетиков. Травмы кожи обычно допускают использование нерецептурных обезболивающих препаратов. Производится вливание антигистаминных, противовоспалительных, седативных медикаментов, спазмолитиков. С целью профилактики пневмонии назначаются антибиотики группы цефалоспоринов.
Хирургические методы
Применяются при пероральных и трансдермальных отравлениях. Симптомы желудочного кровотечения требуют экстренной лечебно-диагностической гастроскопии. Во время процедуры очаг геморрагии прижигается нитратом серебра или обкалывается адреналином. Если присутствуют признаки перфорации, больного транспортируют в операционную для открытой лапаротомии и ушивания повреждений. Хирургический способ лечения обструкции ВДП – наложение трахеостомы. Операция заключается в формировании искусственного свища на трахее с последующей установкой дыхательной трубки.
При глубоких повреждениях кожи хирург резецирует некротизированные и инфицированные ткани, производит тщательный гемостаз. При развитии гангрены может потребоваться удаление травмированной конечности. Пациентам, страдающим стенозом пищевода, необходимо бужирование – операция, позволяющая восстановить проходимость ЖКТ и вернуть возможность принимать твердую пищу. Реконструктивные вмешательства проводятся на поздних сроках, после полного заживления ожоговых ран.
Прогноз и профилактика
Отравление фенолом имеет благоприятный прогноз, если полученная доза яда не превышает половины летальной. Шансы пострадавшего на жизнь резко снижаются на фоне пульмонального отека, полиорганной недостаточности, внутренних кровотечений. Опасность полной обструкции трахеи максимально высока среди детей младше 5-7 лет. У работников предприятий, часто контактирующих с фенолом, повышается риск возникновения злокачественных опухолей, сердечной недостаточности, бесплодия.
Профилактика включает использование противогазов марки А при нахождении на участках, загрязненных парами фенола. При распылении аэрозоля следует применять дополнительный фильтр или респиратор «Лепесток 200». Необходима защитная одежда – прорезиненный фартук, перчатки, костюмы химзащиты. Недопустима обработка больших поверхностей кожи карболовой кислотой в качестве антисептика. В пищу рекомендуется употреблять экологически чистые продукты и воду. Отравление фенолом и признаки общего ухудшения самочувствия являются поводом для обращения за медицинской помощью.
Определение фенолов в сточных и природных водах различными методами
Фенолы – что это?
Структурная формула фенола
Фенолы также можно разделить по их строению на одно-, двух- и трёхатомные фенолы, в зависимости от количества ОН-групп в составе молекулы вещества.
Двухатомные фенолы: пирокатехин, резорцин, гидрохинон
Трёхатомные фенолы: флюроглюцин, пирогаллол, гидроксигидрохинон
Перечень свойств, проявляемых этими веществами, достаточно обширен. Он зависит от конкретного представителя этого класса органических соединений. Общая черта для большинства летучих фенолов – восприимчивость к окислению и характерный запах. Значительное влияние на физические и химические свойства фенолов могут оказывать различные заместители, присутствующие в молекуле. Например, некоторые крезолы, в отличие от чистых фенолов, будут жидкостями.
Метильные производные фенола: орто-крезол, пара-крезол и мета-крезол
Интерес также представляют полифенолы – органические молекулы, содержащие более чем одну фенольную группу в молекуле. К этому классу относится большое количество веществ природного происхождения, самые известные из которых:
Биологические функции флавоноидов изучены мало, но известно, что животные не способны сами синтезировать эти соединения, хотя при этом считается, что они незаменимые компоненты пищи млекопитающих, поскольку влияют на активность и выработку многих ферментов, участвующих в обмене веществ. Антиоксидативные свойства полифенолов широко известны, а некоторые из них являются составляющими витаминов Е и Р.
Физические свойства
Физические свойства фенолов определяются строением молекулы конкретного органического соединения этого класса. Большинство незамещённых фенолов – кристаллические образования, а меньшинство – жидкости.
Содержащие одну гидроксильную группу фенолы относительно летучие, имеют температуры плавления ниже 230°С, подвергаются отгонке вместе с водяным паром, имеют характерный фенольный запах, а конденсированные фенолы (например, α-нафтол) имеют более высокие температуры плавления. Растворимость фенолов в воде также зависит от строения и состава их молекулы.
Летучие и нелетучие фенолы
Фенолы в сточных водах принято условно делить на летучие и нелетучие. К летучим фенолам относят те, которые способны подвергаться перегонке вместе с водяным паром. Как правило, это монозамещённые и содержащие одну гидроксильную группу соединения: крезолы, ксиленолы, этилфенолы, хлорфенолы. Именно летучие фенолы виновники характерного «аптечного» запаха и привкуса неочищенной воды.
Нелетучими фенолами называются соединения, которые имеют температуру кипения выше 230°С. Это причина их неспособности возгоняться с водяным паром. Более высокая температура кипения означает, что в нормальных условиях эти соединения будут менее пахучими, чем летучие фенолы.
Область применения
Фенолы широко применяются в различных областях человеческой деятельности – в производстве некоторых полимеров, таких как: фенолформальдегидные смолы, полиамиды, поликарбонаты, эпоксидные смолы. Эти вещества применяются в химической промышленности как индикаторы (фенолфталеин). Их используют в качестве присадок к углеводородным видам топлива, при производстве поверхностно-активных веществ, как пищевые добавки, а также в медицине (адреналин принадлежит к классу фенолов). Фенолы участвуют в процессах дубления кожи, изготовления красителей и чернил,
Также стоит отметить исторические способы применение фенола в качестве дезинфицирующего раствора, известного как «карболка». Несмотря на то, что использование растворов фенола и его производных нечасто применяется в современной медицине, эти растворы всё ещё играют важную роль в ветеринарии и скотоводстве. Интересно, что именно фенолы, содержащиеся в дыме, обуславливают консервирующее действие копчения отдельных пищевых продуктов.
Фенолы в сточных и природных водах
Откуда берутся фенолы в воде?
Антропогенное влияние – одна из основных причин нахождения фенолов в водах, поскольку эти соединения попадают в сточные воды, благодаря предприятиям нефтехимической, полимерной, каменноугольной, металлургической и древообрабатывающей промышленности. Именно массовое применение этих химикатов в процессах различных производств служит основной причиной загрязнения сточных вод фенолами.
Другим источником присутствия в воде различных фенолов и полифенолов может быть обычный природный процесс разложения гумуса, создающий фоновое присутствие фенолов в реках и других водоёмах. Тем не менее, как и многие другие природные процессы, этот находится в равновесии, не приводя к повышению концентрации фенолов в водоёме без какого-либо влияния на систему извне.
ПДК для сточной и питьевой
Для определения содержания фенолов в воде используется такой показатель, как «фенольный индекс», который, согласно ГОСТ 30813-2002 определяется как массовая концентрация в воде фенолов, способных реагировать с 4-аминоантипирином и образующих с ним окрашенные соединения. К таковым относится достаточно большое количество летучих фенолов. Реальное содержание фенолов в пробе воды может отличаться от фенольного индекса в два и более раза.
Опасность загрязнения
Загрязнение воды фенолами ведёт к ухудшению её органолептических свойств: появляется характерный «аптечный» запах, ухудшается вкус. Губительное влияние фенолов не ограничивается изменением вкусового качества воды. Концентрированные растворы фенолов могут вызывать химические ожоги. Фенолы обладают кумулятивными и канцерогенными свойствами. Накапливаясь в течение длительного времени в организме, эти вещества могут приводить к возникновению онкологических заболеваний, поражению печени, почек и нервной системы.
При высоком содержании фенолов в водоёмах также возможно образование маслянистой плёнки на его поверхности, что затрудняет естественный газообмен, приводит к снижению концентрации кислорода в воде. В свою очередь, от снижения концентрации кислорода страдают различные организмы, живущие в водоёмах.
Определение фенола в сточных водах
Фотометрическая методика
Согласно ПНДФ 14.1:2.105-97, один из методов количественного анализа вод на содержание летучих фенолов – фотометрический. Принцип этого метода заключается во взаимодействии отгоняемых в присутствии гексацианоферрата(III) калия фенолов с 4-аминоантипирином. В ходе этой реакции образуются окрашенные соединения, которые затем экстрагируются. Затем их оптическая плотность измеряется на спектрофотометре при длине волны λ = 470 нм, либо на фотометре с светофильтром диапазона 460-490 нм.
Эта методика требует подготовки большого количества вспомогательных растворов, определённого уровня компетенции лаборанта, а также может быть недостаточно точной, поскольку летучие фенолы не в полном объёме вступают в реакцию с 4-аминоантипироном, и, соответственно, могут быть определены фотометрически.
Тем не менее, именно этот метод нашёл широкое применение в промышленном контроле сточных вод. Его точность вполне достаточна для контроля качества сточных и других видов вод, а современные технологии позволяют использовать датчики с автоматическим отбором проб, проведением каких-либо промежуточных операций, если они требуются, и введением в эти пробы необходимых реагентов. Примером таких автоматизированных систем могут служить многопараметрические датчики BlueScan или ISA.
Хемилюминесцентный метод
В целом, этот метод требует использования люминофоров и стандартного раствора фенола, что ещё более снижает его точность, поскольку стандартный раствор фенола не может содержать всех возможных фенолов, обнаруживаемых в сточных водах. Это приводит к снижению общей точности метода. Также стоит упомянуть, что в хемилюминесцентных методах анализа важную роль играет чистота используемых соединений-люминофоров.
Вольтамперометрический
Вольтамперометрический метод определения фенолов связан с использованием электрохимических процессов с целью получения информации о содержании фенолов в воде. В процессе вольтамперометрического анализа происходит предварительное осаждение исследуемого вещества на высокоселективный электрод, после чего осадок растворяют при помощи электрохимических процессов. Вследствие растворения осаждённого на электрод вещества, проявляется изменения потенциала индикаторного электрода, которое регистрируется и интерпретируется в виде вольтамперной кривой. По данной кривой исследователь может судить о концетрации фенолов в исследуемом образце. Этот метод достаточно быстр и точен. Он не требует предварительной концентрации проб, поэтому часто применяется для поточного контроля качества сточных вод.
Хроматографический
Хроматографические методы анализа широко используется в химических лабораториях. К классу этих физико-химических методов относится широкий спектр различных техник, таких как газовая, высокоэффективная жидкостная, гель-проникающая, тонкослойная, газожидкостная и другие виды хроматографии. В рамках анализа различных вод на содержание фенолов, используются различные подходы к хроматографии. Например, для анализа содержания фенолов в хроматографическую колонку, наполненную сорбентом, подходящим к конкретно выбранному определяемому веществу, вводится проба. Подбирается такое сочетание элюентов, которое обеспечит высокую селективность процесса хроматографии, что приводит к сорбции фенолов на сорбент. Далее, хроматографическую колонку промывают, анализируемые вещества подвергают десорбции и анализу другими физико-химическими методами. Также, ограниченно применяется газовая хроматография, высокоэффективная жидкостная и газожидкостная хроматография, но все эти методы требуют различных вариантов предварительной подготовки пробы, либо каких-либо других дополнительных подготовительных этапов, помимо подготовки непосредственно хроматографического оборудования.
Метод весьма точен, но оборудование для хроматографии дорогостоящее и требует высокой квалификации оператора. Поэтому хроматографические методы применяют в лабораториях, а не в полевых условиях.
О главном
Из-за многочисленности фенольных соединений, их различных физико-химических свойств и реакционной способности, ни один из методов анализа не даст исчерпывающего понимания о составе и количестве примесей фенольного ряда в анализируемой воде. Большая селективность и точность таких методов, как хроматография, неизбежно приводит к снижению точности определения общего содержания фенолов в угоду точному определению одного из представителей этого класса соединений в анализируемой воде.
Как и во многих других областях промышленности и жизни, при выборе анализаторов для определения фенолов или фенольного индекса следует выбирать наиболее подходящий вариант среди доступных. К примеру, при необходимости постоянного поточного контроля содержания фенолов в воде, логичным будет выбор вольтамперометрических или автоматизированных фотометрических аналитических установок, когда как при более редком, но требующем высокой точности анализе, более логичным будет использование одной из хроматографических техник или их комбинации.