Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,118

Поддубная И.В., Луцевич И.Н., Тихомирова Е.И., Чикарев В.Н.

Бисчетвертичные аммониевые соли (БАС) и их лекарственные формы широко используются для профилактической и вынужденной дезинфекции в медицине и ветеринарии, что обусловило их интенсивное поступление в источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Попадая в водоемы со сточными водами, БАС могут оказывать неблагоприятное действие на их экологию, санитарный режим, качество воды. Оценка стабильности химических веществ в водной среде является одним из основных этапов экологического мониторинга их трансформации. Важность этих исследований также связана с тем, что под действием различных факторов эти ксенобиотики, претерпевая  определенные физико-химические изменения, не обнаруживаются специфическими  аналитическими методами. В то же время образующиеся продукты трансформации могут ухудшать органолептические показатели и сообщать воде токсические свойства.

Целью данной работы явилось изучение стабильности БАС в воде на примере катионных ПАВ производных бисчетвертичных аммониевых солей - хлорид дидецилдиметиламмония (ХДДА в составе препарата «глютекс») и препарат АТМ, представляющий собой смесь солей четырехзамещенного аммония в ацетатной и галогенной формах в равных соотношениях. Данные соединения широко используются в виде растворов для чистки и дезинфекции помещений, транспортных средств, оборудования, инструментов и т.д.; для обмыва, обрызгивания и опрыскивания; для обеззараживания инкубационных яиц.

При изучении стабильности БАС учитывались следующие факторы: активная реакция (рН), ионный состав, уровень минерализации, термический фактор. Особое внимание уделялось влиянию на этот процесс химической структуры веществ. В экспериментах использовались модельные водоемы с концентрациями ксенобиотиков 0,25, 0,5 и 1,0 мг/л. Остаточные количества БАС определялись фотометрическим методом по реакции с кислотным красителем тропеолином 000-11 на СФ-26.

Исследованиями установлено, что структура вещества (гомология), молекулярная масса (Mr) является важным фактором, определяющим его стабильность в воде. Так, период полураспада ХДДА составил 6-9 суток (20°С) и 8-11 суток (4°С), для АТМ его τ½ составил соответственно 3-4,5 и 5-7 суток в тех же концентрациях (0,25, 0,5, 1,0 мг/л).           Фактором, определяющим стабильность БАС, является также активная реакция среды (рН). Известно, что активная реакция воды колеблется в природных водах довольно в значительных пределах. Для оценки влияния рН на стабильность БАС моделировали буферные растворы с рН от 6,0 до 8,0. Установлено, что сдвиг рН в щелочную сторону активизирует процессы окисления изучаемых веществ, так τ½ для ХДДА и АТМ составил 4-6 и 2-3,5 суток соответственно (рН=8, t=20°С). Следовательно, активную реакцию природных вод, а также изменение этого показателя в процессе дальнейшей реагентной обработки воды, нужно рассматривать как факторы, оказывающие существенное влияние на стабильность БАС.

Для изучения влияния ионного состава на устойчивость БАС моделировались три основных класса вод кальциевой и натриевой групп: хлоридный (солевой состав 500 мг/л, SO42- - 4,5 мг-экв/л) и карбонатный (солевой состав 450 мг/л, HCO3-- 3,7 мг-экв/л) с различной степенью минерализации (500, 1000, 1500 мг/л). Максимальная стабильность БАС отмечена в водах хлоридного класса: τ½ составил 12 суток для ХДДА и 5-7 суток для АТМ. Степень минерализации воды существенного значения в изменении скорости деструкции не имела.

Изучение стабильности водных растворов БАС по токсичности для гидробионтов (Daphnia magna) были поставлены с концентрациями 25, 50 и 100 мг/л. В острых опытах по оценке токсичности БАС для дафний было установлено для ХДДА CL50 12 мг/л, а для АТМ - 22 мг/л. Результаты опытов по изучению выживаемости дафний в зависимости от стабильности водных растворов БАС показали, что токсичность БАС в изученных концентрациях начинает снижаться на 3-5 сутки и к 10-15 суткам гибель дафний практически не отмечается. Результаты исследования стабильности веществ косвенными методами коррелировали с аналитическими, что позволило считать их  стабильными.

При изучении влияние БАС на органолептические свойства воды проводили оценку запаха, привкуса, цветности, мутности и пенообразующей способности ПАВ. Отмечено, что в наименьшей концентрации исследуемые вещества ухудшали органолептические свойства воды, сообщая ей специфический запах, который сохранялся до 5-10 суток в 2-5 баллов. Определение пороговых концентраций БАС по влиянию на запах проводилось бригадным методом, по оценке большинства одораторов порог восприятия запаха (1 балл) находился для ХДДА на уровне 0,3-0,6 мг/л, АТМ - 0,4-0,7 мг/л, практический порог (2 балла) - соответственно на уровне 0,7-1,2 мг/л и 1,5 мг/л. В процессе нагревания и кипячения водных растворов БАС не отмечалось изменений органолептических свойств воды.