Диоксины в текстильной промышленности

Одной из важных экологических проблем, с которой приходится сталкиваться в текстильной промышленности - это проблема, связанная с загрязнением сточных вод. Пожалуй, к наиболее опасным химическим загрязнителям сточных вод в текстильном производстве можно отнести диоксины, присутствие которых, по-видимому, связано с использованием для отбелки тканей "жавелевой воды" - водных растворов хлорида и гипохлорита натрия:

Диоксины - это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Величина летальной дозы (LD₅₀) для этих веществ достигает 10^-6 г на 1 кг живого веса, что существенно выше аналогичной величины для некоторых боевых отравляющих веществ, например, для зомана, зарина и табуна. Причина исключительной токсичности диоксинов - способность этих веществ удивительно точно вписываться в рецепторы живых организмов и подавлять или изменять их жизненные функции. В малых дозах диоксины способны видоизменять живое. Возможно развитие психического и полового расстройств, некроза печени. Под действием этих веществ возникают раковые опухоли: диоксины способствуют образованию канцерогенных веществ из их предшественников внутри организма. Они вызывают глубокие нарушения практически во всех обменных процессах, подавляют и ломают работу иммунной системы, приводя к состоянию так называемого "химического СПИД'а".

Аномально высокие токсичные свойства диоксинов связаны со строением этих соединений, с их специфическими химическими и физическими свойствами: они не разрушаются кислотами и окислителями в отсутствие катализаторов; устойчивы в щелочах, не растворимы в воде; обладают высокой адгезией к любым поверхностям. Кроме того, они способны накапливаться в жировых продуктах и тканях.

Диоксины образуются практически везде, где ионы хлора, брома или их сочетания, взаимодействуют с активным углеродом в кислородной среде, а также при хлорировании воды, содержащей фенол, гуминовые и фульвокислоты, лигнин, и другие органические соединения.В процессе производства тканей на стадии отбелки с использованием хлорсодержащих отбеливателей загрязняется и продукция текстильной промышленности.

Содержание хлорированных органических соединений в сточных водах текстильных предприятий зависит от вида используемых отбеливающих препаратов

Примечание: отбеливающий реагент: 1, 2 - NaOCl; 3,7-11 - H₂O₂; 4-6 -NaOCl₂

Как видно из приведенных данных, беление гипохлоритом натрия дает максимальное содержание галогенированных углеводородов. Достаточно высокий уровень содержания этих углеводородов наблюдается также и при использовании хлорита натрия. Наличие в гипохлоритном отбеливающем растворе примесей растворенного хлора может приводить к его крайне нежелательным реакциям с различными гербицидами (в т.ч. дефолиантами), остаточное количество которых всегда присутствует в хлопчатобумажной ткани. Отбелка с применением пероксида водорода не дает такого высокого уровня содержания галогенированных углеводородов.

Образование диоксинов в сточных водах текстильных предприятий может происходить за счет конденсации хлорфенолов, например, пентахлорфенола, используемого для десикации хлопчатник

Другим "поставщиком" фенолсодержащих ароматических структур, которые в ходе химических превращений могут превращаться в диоксиновые соединения, являются природные и сопутствующие вещества хлопка: хлорогеновая кислота, флороглюцин, резорцин, пирокатехин и др. Таким образом, токсичные органические вещества, поступают, в основном, из отбельного, красильного, зрельного и красковарко-печатного цехов.

Анализ их содержания в сточных водах ХБК проводят одновременно методами газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс- спектрометрии (ХМС). Сочетание именно этих аналитических инструментальных методов обычно используется для определения полихлорированных бифенилов (ПХБ), полихлордибензо-диоксинов (ПХДД) и полихлордибензо-фуранов (ПХДФ).

В нашей работе для ГЖХ-разделения органических соединений были использованы газо-жидкостной хроматограф фирмы HEWLETT-PACKARD (USA), модель 5880, с пламенно-ионизационным детектором. Расшифровку соединений, содержащихся в пробе органического слоя, проводили методом ХМС с использованием хромато-масс-спектрометра той же фирмы (модель 5988А с MS-детектором). Поиск и идентификация органических соединений осуществлялась с использованием специализированной компьютерной базы данных NBS-43K. Наши исследования подтвердили, что в сточных водах ХБК содержатся крайне устойчивые диоксиновые структуры.

Очевидна необходимость очистки сточных вод текстильных производств, которая имеет ряд особенностей, обусловленных большим объемом сбрасываемых вод. Так, удельное количество сточных вод, образующихся в процессах красильно-отделочного производства, составляет 200-350 м³ на 1 тонну вырабатываемых тканей.

На наш взгляд, возможным решением проблемы может быть внедрение новых бесхлорных дезинфицирующих составов широкого спектра действия на основе перуксусной кислоты и пероксида водорода, а также новых технологий бесхлорной пероксидной отбелки хлопчатобумажных и шерстяных текстильных изделий в кислых, нейтральных и щелочных средах.

Таким образом, ближайшая задача - разработка технологий, предусматривающих использование пероксидных соединений и композиций на их основе.

А.В.АРТЕМОВ, Е.Г.ИППОЛИТОВ, Г.П.НЕСТЕРОВА.