Paraben
frigivelse i miljøetredit
Parabenudledning i miljøet er almindelig på grund af dets allestedsnærværende anvendelse i kosmetiske produkter. En undersøgelse fra 2010 af forbrugertilgængelige produkter til personlig pleje afslørede, at 44% af de testede produkter indeholder parabener. Når disse produkter vaskes ud af menneskekroppen, strømmer de ned i afløbet og ind i samfundets spildevand. Når dette sker, materialiseres potentialet for parabener at akkumulere i vandige og faste medier. Nogle af de mest almindelige parabenderivater, der findes i miljøet, inkluderer methylparaben, ethylparaben, propylparaben og butylparaben. Parabener strømmer fra spildevand til spildevandsrensningsanlæg (rensningsanlæg) som tilstrømning, hvor de enten fjernes, kemisk ændres eller frigives i miljøet gennem slam eller tertiært spildevand.
i en ny rensningsanlæg, massebelastning af alle parabenderivater (methylparaben, ethylparaben, propylparaben, butylparaben osv.) fra influent spildevand viste sig at være 176 mg/dag/1000 mennesker. Når denne værdi bruges til at estimere mængden af parabener, der kommer ind i renseanlæg fra de 8,5 millioner mennesker, der i øjeblikket er bosiddende i Ny York City i et helt år, beregnes en værdi på cirka 546 kg parabener. Derfor, niveauer af parabenakkumulering viser sig signifikante ved langvarig overholdelse. Renseanlæg eliminerer mellem 92-98% af parabenderivater; imidlertid skyldes meget af denne fjernelse dannelsen af nedbrydningsprodukter. På trods af deres ansete høje eliminering gennem renseanlæg, forskellige undersøgelser har målt høje niveauer af parabenderivater og nedbrydningsprodukter, der vedvarer i miljøet.
dannelse af nedbrydningsprodukterrediger
chlorerede produkterrediger
ud over forælderparabener udgør parabennedbrydningsprodukter, der dannes i hele RENSNINGSSTADIET, en bekymring for miljøet, herunder mono – og dichlorerede parabener. Når parabenholdige produkter vaskes ned i afløbet, har parabener potentialet til at gennemgå chloreringsreaktioner. Denne reaktion kan forekomme med frit chlor til stede i ledningsvand eller med natriumhypochlorit, som ofte bruges i renseanlæg som et sidste desinfektionstrin. I neutralt vand har Raman-spektroskopi bekræftet, at chlor overvejende er til stede som hypochlorsyre (HClO). Parabener kan reagere med HClO for at danne mono – og dichlorerede produkter gennem elektrofil aromatisk substitution. Det elektrofile angreb af chloren danner en carbokation, der stabiliseres ved doneret elektrondensitet fra parabenens hydroksyl-gruppe. Dette trin er endergonisk på grund af tabet af aromaticitet, selvom hydroksylgruppen fungerer som en aktiverende gruppe, der øger hastigheden. En base kan derefter abstrahere en proton fra det kulstof, der indeholder chloren, som efterfølges af efterfølgende restaurering af aromaticitet af de involverede pi-elektroner. Da para-gruppen er mere aktiverende end parabenens estergruppe, vil reaktionen lede i begge orthopositioner, da para-positionen allerede er blokeret.Arrhenius-ligningen blev anvendt i en undersøgelse til beregning af aktiveringsenergier til chlorering af fire forælderparabener (methyl-, ethyl-, propyl-og butylparaben) og viste sig at variere fra 36-47 kJ/mol. I en anden undersøgelse blev ledningsvand ved 20 liter C (68 liter F) indeholdende 50-200 liter fri chlor tilsat 0.5 og sammensætningen af blandingen blev overvåget i løbet af 40 minutter for at afgøre, om chlorering finder sted under forhold, der findes i ledningsvand. Resultater fra undersøgelsen bekræfter forsvinden af propylparaben efter 5 minutter, udseendet af både 3-chlor-propylparaben og 3,5-dichlor-propylparaben med 5 minutter og persistensen af 3,5-dichlor-propylparaben som den vigtigste art, der er tilbage i reaktionen. En lignende, dog hurtigere, tendens blev fundet i en undersøgelse, hvor reaktionstemperaturen blev øget til 35 liter C.
4-hydroksybenssyre (PHBA)Rediger
i elektronoverførselsmekanismen resonerer pi-elektronerne i dobbeltbindingen mellem ilt og carbonyl-carbon til iltet, hvilket efterlader en negativ ladning på iltet og en positiv ladning på carbonyl-carbonet. En hydroksidion, der fungerer som en nukleofil, angriber det nu elektrofile carbonylcarbon, hvilket giver sp3-hybridisering på carbonylcarbonatet. Elektronerne resonerer tilbage for at danne dobbeltbindingen mellem ilt og carbonyl carbon. For at bevare den oprindelige sp2 hybridisering, den –eller gruppe vil forlade. – Eller-gruppen fungerer som en bedre forlader gruppe end –OH-gruppen på grund af dens evne til at opretholde en negativ ladning med større stabilitet. Til sidst vil den-eller -, der fungerer som en base, deprotonere carboksyl-syren til dannelse af en carboksylat-anion.
den anden måde, hvorpå parabener kan nedbrydes til PHBA, forekommer biologisk inden for renseanlæg. I den sekundære klaringsfase af spildevandsrensning akkumuleres slam i bunden af den sekundære klaringsenhed. Efter adskillelse af de flydende og faste faser af den indkommende tilstrømning har parabener en større tendens ophobes i slammet. Dette skyldes dets moderate hydrofobicitet, som kvantificeret ved en logkovværdi på cirka 1,58. Dette slam er koncentreret i organiske næringsstoffer; følgelig bliver en spredning af mikroorganismer almindelig i slammet. En organisme er Enterobacter cloacae, som biologisk metaboliserer slamparabenerne til PHBA.
akkumulering af nedbrydningsprodukter i miljøetredit
gennem forskellige analyseteknikker såsom gaskromatografi og højtydende væskekromatografi er de nøjagtige niveauer af akkumulering af parabenderivater og nedbrydningsprodukter i miljøet blevet kvantificeret. Disse niveauer er nøjagtigt målt i tertiært spildevand og spildevandsslam, da disse er de primære veje, hvor parabener og deres nedbrydningsprodukter når miljøet ved udledning fra renseanlæg.
Parabenstabilitet i spildevandsslam er relativt høj på grund af deres evne til at binde med organisk materiale. Jordadsorptionskoefficientværdier blev beregnet af det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur som 1,94 (methylparaben), 2,20 (ethylparaben), 2,46 (propylparaben) og 2.72 (butylparaben), som alle antyder, at parabener har evnen til at klæbe til den organiske del af sediment og slam og således vedvarer miljømæssigt.
chlorerede parabener fjernes fra renseanlæg med kun 40% effektivitet sammenlignet med 92-98% effektivitet af forælderparabener. Faldet i fjernelseseffektivitet kan tilskrives den nedsatte bionedbrydelighed af chlorerede parabener, deres øgede samlede stabilitet i hele rensningsanlæg og deres relativt lave sorption til slamfasen på grund af lave logkovværdier.
højere niveauer af PHBA findes i tertiært spildevand sammenlignet med parabenderivater, og PHBA findes i den højeste koncentration i spildevandsslam. Der er to grunde til disse niveauer af akkumulering. Den første årsag er PHBA ‘ s tendens til at sorbere til faste partikler, som kan tilnærmes med den høje Kd-værdi på cirka 19. PKa af PHBA er 2,7, men det er i et miljø med en pH mellem 6-9. Da pKa er mindre end pH-værdien, vil carboksyl-syren blive deprotoneret. Det gør det muligt at fungere som en sorbent på faste miljømatricer, hvilket fremmer dets aggregering i tertiært spildevand, men især spildevandsslam, der fungerer som selve den faste matrice. Den anden grund skyldes den mellemliggende stigning i niveauer af PHBA i den sekundære klaringsfase af rensningsanlægget gennem biologiske processer.
Miljøhensyn Med parabennedbrydningsprodukterredit
flere undersøgelser har knyttet chlorerede parabener til hormonforstyrrende funktioner, der specifikt efterligner virkningerne af østrogen, og chlorerede parabener menes at være 3-4 gange mere giftige end deres moderparaben. I Daphnia magna forekommer generel toksicitet tildelt af chlorerede parabener gennem ikke-specifik forstyrrelse af cellemembranfunktionen. Styrken af de chlorerede parabener korrelerer med forbindelsens tilbøjelighed til at akkumulere i cellemembraner. Således øges chlorerede parabener generelt i toksicitet, da deres esterkæder stiger i længde på grund af deres øgede hydrofobicitet.
konsekvenserne af PHBAS miljøakkumulering garanterer også opmærksomhed. Hvis det tertiære spildevand genbruges til samfundsbrug som gråvand, udgør det en fare for mennesker. Disse farer inkluderer, men er ikke begrænset til, unormal fosterudvikling, hormonforstyrrende aktivitet og forkert østrogenfremmende virkning. Hvis det tertiære spildevand frigives til miljøet i floder og vandløb, eller hvis slammet bruges som gødning, udgør det en fare for miljøorganismer. Det er især giftigt for disse organismer på lavere trofiske niveauer, især forskellige algearter. Faktisk har det vist sig, at LC50 for en bestemt algeart, Selenastrum capricornutum, er 0,032 mikrogram pr.liter (larg/L). Dette er mindre end den naturlige overflod af PHBA i tertiært spildevand på et niveau på 0.045 Kg / L, hvilket indikerer, at de nuværende niveauer af PHBA i tertiært spildevand potentielt kan udrydde mere end 50% af Selenastrum capricornutum, det kommer i kontakt med.
fjernelse af parabener gennem osonationredit
Leave a Reply