Utslipp i miljøetrediger

parabenutslipp i miljøet er vanlig på grunn av allestedsnærværende bruk i kosmetiske produkter. En 2010-studie på forbruker tilgjengelige personlig pleieprodukter viste at 44% av de testede produktene inneholder parabener. Når du vasker disse produktene av menneskekroppen, strømmer de ned i avløpet og inn i avløpsvann. Når dette skjer, materialiserer potensialet for parabener å akkumulere i vandige og faste medier. Noen av de vanligste parabenderivatene som finnes i miljøet inkluderer metylparaben, etylparaben, propylparaben og butylparaben. Parabener strømmer fra avløpsvann til RENSEANLEGG (WWTP) som influent der de enten fjernes, kjemisk endres eller slippes ut i miljøet gjennom slam eller tertiært avløp.

Generell flyt av parabener som de gjør sin vei gjennom renseanlegg.

i En NEW York WWTP, masse belastning av alle parent paraben derivater (methylparaben, ethylparaben, propylparaben, butylparaben, etc.) fra influent avløpsvann ble funnet å være 176 mg / dag / 1000 mennesker. Når denne verdien brukes til å estimere mengden parabener som kommer Inn I WWTPs fra de 8, 5 millioner menneskene som for tiden bor I New York city i Et helt år, beregnes en verdi på omtrent 546 kg parabener. Derfor viser nivåer av parabenakkumulering signifikant ved langvarig overholdelse. WWTPs eliminerer mellom 92-98% av parabenderivater; imidlertid skyldes mye av denne fjerningen dannelsen av nedbrytningsprodukter. Til tross for deres anerkjente høye eliminering Gjennom WWTPs, har ulike studier målt høye nivåer av parabenderivater og nedbrytningsprodukter som vedvarer i miljøet.

dannelse av nedbrytningsprodukterrediger

Reaksjon av en generell paraben med hypoklorsyre (HClO) for å danne mono – og di – klorerte produkter.

pil skyve mekanisme for dannelsen av en mono-klorerte paraben.

i tillegg til foreldreparabener, utgjør paraben-nedbrytningsprodukter som dannes gjennom HELE WWTP-stadiene en bekymring for miljøet, inkludert mono-og di-klorerte parabener. Når parabenholdige produkter vaskes ned i avløpet, har parabener potensial til å gjennomgå kloreringsreaksjoner. Denne reaksjonen kan oppstå med fritt klor tilstede i kranvann eller med natriumhypokloritt, som ofte brukes I WWTPs som et endelig desinfeksjonssteg. I nøytralt vann har Raman-spektroskopi bekreftet at klor hovedsakelig er tilstede som hypoklorsyre (HClO). Parabener kan reagere Med HClO for å danne mono-og di-klorerte produkter gjennom elektrofil aromatisk substitusjon. Det elektrofile angrepet av klor danner en karbokasjon som stabiliseres av donert elektrontetthet fra hydroksylgruppen av paraben. Dette trinnet er endergonisk på grunn av tap av aromaticitet, selv om hydroksylgruppen fungerer som en aktiveringsgruppe som øker hastigheten. En base kan da abstrahere et proton fra karbonet som inneholder klor, som etterfølges av etterfølgende restaurering av aromaticitet av de involverte pi-elektronene. Siden hydroksylgruppen er mer aktiv enn estergruppen av paraben, vil reaksjonen lede i begge ortoposisjonene, da para-posisjonen allerede er blokkert.Arrhenius-ligningen ble brukt i en studie for å beregne aktiveringsenergier for klorering av fire foreldreparabener (metyl-, etyl-, propyl-og butylparaben) og ble funnet å variere fra 36-47 kJ / mol. I en annen studie ble vann fra springen ved 20 °C (68 °F) inneholdende 50-200 µ klor tilsatt 0.5 µ propylparaben og sammensetningen av blandingen ble overvåket over 40 minutter for å avgjøre om klorering skjer under forhold som finnes i kranvann. Resultatene fra studien bekrefter forsvinningen av propylparaben etter 5 minutter, utseendet av både 3-klor-propylparaben og 3,5-diklor-propylparaben paraben med 5 minutter, og persistensen av 3,5-diklor-propylparaben som hovedartene som gjenstår i reaksjonen. En lignende, men raskere, trend ble funnet i en studie der reaksjonstemperaturen ble økt til 35 °C.

4-Hydroksybenzosyre (PHBA)Rediger

Pil skyve mekanisme som viser nedbrytning av en forelder paraben I PHBA gjennom base-katalysert hydrolyse av esterbindingen En annen betydelig paraben nedbrytningsproduktet er 4-hydroksybenzosyre (phba). Det er to mekanismer der parabener kan nedbrytes TIL PHBA. Den første nedbrytningsruten skjer kjemisk. Parent parabener gjennomgår lett basiskatalysert hydrolyse av esterbindingen, som danner PHBA. Reaksjonen skjer under moderat alkaliske forhold, spesielt når pH er ≥ 8. Denne reaksjonen er ganske utbredt i husholdningsmiljøer på grunn av at pH-området for husholdningsavløp er 6-9 og den utbredte eksistensen av parabener i kosmetiske produkter. Når parabenholdige kosmetiske produkter slippes ut i samfunnet avløpsvann influent, de blir utsatt for et miljø der pH ≥ 8, og base-katalysert hydrolyse av den overordnede paraben følger, danner PHBA.

i elektronoverføringsmekanismen resonerer pi-elektronene i dobbeltbindingen mellom oksygen og karbonylkarbon til oksygenet, og etterlater en negativ ladning på oksygenet og en positiv ladning på karbonylkarbonet. Et hydroksidion, som virker som en nukleofil, angriper det nå elektrofile karbonylkarbonet, noe som gir sp3 hybridisering på karbonylkarbonet. Elektronene resonerer tilbake for å danne dobbeltbindingen mellom oksygen og karbonylkarbon. For a beholde den opprinnelige sp2-hybridiseringen, vil –eller-gruppen forlate. –Eller-gruppen fungerer som en bedre forlater gruppe enn-OH-gruppen på grunn av sin evne til å opprettholde en negativ ladning med større stabilitet. Til slutt vil-OR -, som virker som en base, deprotonere karboksylsyren for å danne en karboksylatanion.

den andre måten parabener kan nedbrytes TIL PHBA, skjer biologisk innenfor WWTPs. Under den sekundære klaringsfasen av Avløpsvannbehandling akkumuleres slam i bunnen av sekundærklareren. Ved separasjon av væske og faste faser av innkommende influent, parabener har en større tendens akkumuleres i slam. Dette er på grunn av sin moderate hydrofobisitet, som kvantifisert ved en log Kow verdi på ca 1,58. Dette slammet er konsentrert i organiske næringsstoffer; følgelig blir en spredning av mikroorganismer vanlig i slammet. En organisme Er Enterobacter cloacae, som biologisk metaboliserer slamparabenene TIL PHBA.

Akkumulering av nedbrytningsprodukter i miljøetrediger

gjennom ulike analytiske teknikker som gasskromatografi og væskekromatografi med høy ytelse, har de nøyaktige nivåene av akkumulering av parabenderivater og nedbrytningsprodukter i miljøet blitt kvantifisert. Disse nivåene er nøyaktig målt i tertiært avløpsvann og kloakkslam, da disse er de primære veiene for hvilke parabener og deres nedbrytningsprodukter når miljøet ved utslipp fra WWTPs.

konsentrasjoner av parabener i tertiære avløpsvannprøver i µ / l (til venstre). Konsentrasjoner av parabener i kloakkslamprøver i µ / g (høyre).

Paraben stabilitet i kloakkslam er relativt høy på grunn av deres evne til å binde med organisk materiale. Jord adsorpsjon koeffisient verdier ble beregnet AV Us Environmental Protection Agency som 1.94 (methylparaben), 2.20 (ethylparaben), 2.46 (propylparaben), og 2.72 (butylparaben), som alle tyder på at parabener har evnen til å holde seg til den organiske delen av sediment og slam, og dermed vedvarer miljømessig.Klorerte parabener fjernes fra WWTPs med bare 40% effektivitet i forhold til 92-98% effektivitet av foreldreparabener. Reduksjonen i fjerningseffektiviteten kan tilskrives den reduserte bionedbrytbarheten av klorerte parabener, deres økte generelle stabilitet gjennom Hele WWTPs, og deres relativt lave sorpsjon til slamfasen på grunn av lave log Kow-verdier.

Høyere nivåer AV PHBA finnes i tertiært avløpsvann i forhold til parabenderivater, OG PHBA finnes i den høyeste konsentrasjonen i kloakkslam. Det er to grunner til disse nivåene av akkumulering. DEN første grunnen ER PHBAS tendens til å sorbere til faste partikler, som kan tilnærmes av benzosyres høye Kd-verdi på omtrent 19. PKa AV PHBA er 2,7, men det er i et miljø med en pH mellom 6-9. Siden pKa er mindre enn pH, vil karboksylsyren bli deprotonert. Karboksylatet gjør det mulig å fungere som en sorbent på faste miljømatriser, og dermed fremme aggregering i tertiært avløp, men spesielt kloakkslam, som fungerer som selve faste matrisen. Den andre grunnen skyldes den mellomliggende økningen I nivåer AV PHBA i den sekundære klaringsfasen av WWTP gjennom biologiske prosesser.

miljøhensyn med paraben degradering productsEdit

Flere studier har knyttet klorerte parabener til hormonforstyrrende funksjoner, spesielt etterligne effekten av østrogen, og klorerte parabener antas å være 3-4 ganger mer giftig enn deres foreldre paraben. I Daphnia magna oppstår generell toksisitet gitt av klorerte parabener gjennom ikke-spesifikk forstyrrelse av cellemembranfunksjonen. Styrken av de klorerte parabener korrelerer med forbindelsens tilbøyelighet til å akkumulere i cellemembraner. Således øker klorerte parabener generelt i toksisitet da deres esterkjeder øker i lengde på grunn av deres økte hydrofobicitet.

implikasjonene AV PHBAS miljøakkumulering garanterer også oppmerksomhet. Hvis tertiæravløpet gjenbrukes til samfunnsbruk som gråvann, utgjør det en fare for mennesker. Disse farene inkluderer, men er ikke begrenset til, unormal fosterutvikling, hormonforstyrrende aktivitet og uriktige østrogenfremmende effekter. Hvis tertiæravløpet slippes ut i miljøet i elver og bekker, eller hvis slammet brukes som gjødsel, utgjør det en fare for miljøorganismer. Det er spesielt giftig for disse organismene på lavere trofiske nivåer, spesielt ulike algearter. FAKTISK har DET blitt vist AT LC50 for en spesifikk algeart, Selenastrum capricornutum, er 0,032 mikrogram per liter (µ/L). DETTE er mindre ENN den naturlige overflod AV PHBA i tertiær avløpsvann på et nivå på 0.045 µ / L, noe som indikerer at nåværende nivåer AV PHBA i tertiært avløpsvann potensielt kan utrydde mer enn 50% Av Selenastrum capricornutum det kommer i kontakt med.

fjerning av parabener gjennom ozonationEdit