Raport na temat wpływu środków powierzchniowo czynnych na tlen rozpuszczony w wodzie

2020-05-12 00:25:42

W produktach wodnych powszechnie stosuje się hydrofilowe (oleofobowe) środki powierzchniowo czynne z grupy węglowodorów. Kiedy cząsteczki środka powierzchniowo czynnego dostają się do roztworu wodnego, grupa oleofobowa środka powierzchniowo czynnego ma tendencję do ucieczki z fazy wodnej, aby maksymalnie ograniczyć kontakt z wodą. Jednakże, ze względu na obecność grupy hydrofilowej w cząsteczkach środka powierzchniowo czynnego, nie może on całkowicie uciec z fazy wodnej. Wynikiem równowagi jest to, że cząsteczki środka powierzchniowo czynnego w roztworze są wzbogacone na powierzchni, to znaczy grupa lipofilowa jest skierowana w stronę powietrza, a grupa hydrofilowa jest wstawiana do fazy wodnej, tak że interfejs utworzony przez pierwotną wodę i powietrze jest stopniowo zastępowany przez interfejs utworzony przez grupę lipofilową i powietrze środka powierzchniowo czynnego, napięcie powierzchniowe wody zmniejsza się, a powietrze ma większe szanse przedostania się do zbiornika wodnego.      

Gęstość wody powierzchniowej jest mniejsza niż wody dennej, ponieważ ze względu na niskie stężenie nie może powstać micela. Pod wpływem dyspersji środka powierzchniowo czynnego krąży górna i dolna woda, wprowadzając powietrze do dna basenu.      

Szczególnie w ciągu dnia zawartość tlenu w warstwie wody powyżej głębokości kompensacyjnej zbiornika wodnego akwakultury jest przesycona na skutek fotosyntezy fitoplanktonu, natomiast zawartość tlenu w warstwie wody poniżej stężenia kompensacyjnego, zwłaszcza w warstwie wody przydennej, jest zbyt niska lub nawet beztlenowa ze względu na zużycie tlenu w oddychaniu biologicznym, utlenianie materii organicznej itp.      

Po wsypaniu środka powierzchniowo czynnego do zbiornika wodnego akwakultury w ciągu dnia, środek powierzchniowo czynny zaczyna się rozprowadzać w górnej warstwie zbiornika wodnego akwakultury, co powoduje wzrost gęstości górnej warstwy zbiornika wodnego akwakultury, spowoduje przemieszczanie się wody bogatej w tlen w górnej warstwie do dolnej warstwy zbiornika wodnego akwakultury, spowoduje konwekcję w górnych i dolnych warstwach całego zbiornika wodnego akwakultury, zwiększy zawartość tlenu w dolnym zbiorniku wodnym i zmniejszy degradację wody jakość i materiał dolny w dolnej warstwie. Rodzaj

W zbiornikach wodnych akwakultury o dużej gęstości zwykle wprowadza się do zbiornika wodnego dużą ilość paszy w celu strawienia przez zwierzęta wodne, a następnie odprowadza się duże ilości odpadów. Po rozkładzie drobnoustrojów, metabolizmie planktonu i innych czynnikach na powierzchni zbiornika wodnego tworzy się film olejowy, który blokuje kontakt powietrza z zbiornikiem wodnym i zwiększa napięcie powierzchniowe zbiornika wodnego. Środek powierzchniowo czynny może powodować stopniowe kurczenie się filmu olejowego w kulki oleju, które są oddzielane, walcowane i zagęszczane do wylotu powietrza przez przepływ wody. Gdy ilość środka powierzchniowo czynnego jest duża, można go emulgować i zawieszać w wodzie w postaci cząstek.

Obniżenie napięcia powierzchniowego wody ułatwia transport tlenu z powietrza w zbiorniku wodnym, przyspiesza rozpuszczanie tlenu w zbiorniku wodnym, a wzrost przezroczystości wzmaga fotosyntezę glonów, dzięki czemu zwiększa się zawartość tlenu w zbiorniku wodnym.

Obecnie środki powierzchniowo czynne mogą być stosowane jako środki bakteriobójcze i dezynfekcyjne w przemyśle wodnym, a niektóre środki powierzchniowo czynne mogą być stosowane do uszlachetniania podłoża, jednak istnieje niewiele doniesień na temat wpływu środków powierzchniowo czynnych na tlen rozpuszczony w wodzie.     

Istnieje wiele rodzajów środków powierzchniowo czynnych, ponad 20 000 marek i 12 milionów ton produkcji. Znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu, rolnictwa i życia człowieka. Nazywa się je „przemysłowym glutaminianem sodu”. Niewiele jest prac na temat zastosowania środków powierzchniowo czynnych w akwakulturze.      

Surfaktant jest rodzajem substancji z ustalonymi grupami hydrofilowymi i lipofilowymi, które mogą być zorientowane na powierzchni roztworu i powodować znaczny spadek napięcia powierzchniowego. Struktura molekularna środka powierzchniowo czynnego jest amfifilowa: jeden koniec to grupa hydrofilowa, drugi koniec to grupa hydrofobowa; grupą hydrofilową jest zwykle grupa polarna, taka jak kwas karboksylowy, kwas sulfonowy, kwas siarkowy, grupa aminowa lub grupa aminowa i jej sól, ale także grupa hydroksylowa, grupa acyloaminowa, wiązanie eterowe itp.; podczas gdy grupą hydrofobową jest często niepolarny łańcuch węglowodorowy, taki jak łańcuch węglowodorowy zawierający więcej niż 8 atomów węgla.