BRIAN MARCHSAL

RINGKASAN BUKU CAHPTER 12 WATER POLUTION CONTROL

12.1. SIFAT DAN JENIS POLUTAN AIR

Sepanjang sejarah, kualitas air minum menjadi faktor dalam menentukan kesejahteraan manusia. Polusi kotoran air minum sering disebabkan oleh penyakit yang ditularkan melalui air yang dapat membunuh populasi seluruh kota. Air yang tercemar dari sumbernya dapat menyebabkan masalah besar bagi manusia untuk keperluan air minum atau menggunakannya untuk irigasi. Meskipun ada beberapa epidemi berupa bakteri dan virus yang disebabkan oleh zat infeksius masuk ke dalam air minum dan air minum di negara-negara berteknologi maju sekarang telah terbebas dari zat penyebab penyakit yang sangat sering terjadi pada kontaminan air hanya beberapa dekade sebelumnya.Saat ini, bahan kimia beracun yang ditularkan melalui air menimbulkan ancaman terbesar bagi keamanan persediaan air di negara-negara industri. Hal ini terutama terjadi pada air tanah di AS, yang melebihi volume aliran semua sungai, danau, dan aliran air lainnya. Di beberapa daerah, kualitas air tanah terancam oleh bahn kimia.Ada banyak kemungkinan sumber kontaminasi bahan kimia. Ini termasuk limbahdari produksi bahan kimia industri, operasi logam-plating, dan pestisidadari lahan pertanian. Beberapa polutan tertentu termasuk bahan kimia industri sepertihidrokarbon terklorinasi, logam berat, termasuk kadmium, timah, dan merkuri,air garam, bakteri, partikel koliform, dan limbah umum kota dan industri. Sejak Perang Dunia II, telah terjadi pertumbuhan yang luar biasa dalam pembuatan dan menggunakan bahan kimia sintetik. Banyak dari bahan-bahan kimia telah mengkontaminasi persediaan air. Dua contoh bahan kimia tersebut adalah insektisida dan herbisida dari lahan pertanian. Pencemaran air harus menjadi perhatian setiap warga negara. pemahaman mengenai sumber, hubungan, dan efek dari pencemaran air adalah hal penting untuk untuk mengendalikan polutan dalam lingkungan dengan aman dan ekonomiPemahaman tentang pencemaran air dan pengendaliannya bergantung pada pengetahuan dasar tentang kimia lingkungan. Polusi air dapat dikaji lebih efektif dengan latar belakang pada sifat air, reaksi mikroba air, interaksi sedimen air, dan faktor-faktor lain yang terlibat dengan reaksi, transportasi, dan efek dari polusi. Polutan air dapat dibagi di antara beberapa kategori umum, seperti yang dirangkum pada Tabel 12.1. Sebagian besar kategori ini polutan, dan beberapa subkategori, yang dibahas dalam bab ini. Tabel 12.1 Jenis Polutan Air Secara UmumJenis polutanPengertian

Trace Elemen Kesehatan, biota air, keracunan

Logam berat Kesehatan, biota air, keracunan

Logam organik terikatTransportasi Logam

Radionuklida Keracunan

Anorganik polutan Toksisitas, biota air

Asbes Kesehatan Manusia

Nutrisi alga Eutrofikasi

Keasaman, alkalinitas, salinitas Kualitas air, kehidupan air

Melacak polutan organik Keracunan

Polychlorinated biphenyls Kemungkinan efek biologis

Pestisida Keracunan, biota air, satwa liar

Limbah Minyak limbah Efek pada satwa liar, estetika

Sampah, limbah manusia dan hewan Kualitas air, kadar oksigen

BODKualitas air, kadar oksigen

PathogenKesehatan

Deterjen Eutrofikasi, satwa liar, estetika

Kimia Karsinogen Kanker

SedimentasiKualitas air, kadar oksigen

Rasa, bau, dan WarnaEstetika

12.2 Element PolutTrace Element adalah istilah yang mengacu pada elemen-elemen yang terjadi pada tingkat sangat rendah dengan tingkat beberapa bagian per juta atau kurang dalam sistem tertentu. Trace Substance adalah salah satu yang lebih umum diterapkan untuk kedua elemen dan senyawa kimia. Tabel 12.2 merangkum elemen penting yang sering ada di dalam air. Beberapa di antaranya diakui sebagai nutrisi yang diperlukan untuk hewan dan tumbuhan, termasuk beberapa yang penting pada tingkat rendah tetapi beracun di tingkat yang lebih tinggiTabel 12.2 Unsur Trace Element di Air

Beberapa logam berat adalah yang paling berbahaya dari polutan unsur dan perhatian khusus karena toksisitas mereka untuk manusia. Logam berat termasuk elemen penting seperti zat besi serta logam beracun seperti cadmium dan merkuri. Sebagian besar dari mereka memiliki afinitas yang luar biasa untuk belerang, dan menggangguenzim fungsi dengan membentuk ikatan dengan kelompok sulfur di enzim. Logam berat juga dapat memicu biocompounds fosfat atau mengkatalisis dekomposisi mereka. Beberapa metaloid, elemen pada batas antara logam dan non logam, adalah polutan air yang signifikan. Di antara industri diatur untuk polusi elemen jejak potensial air adalah mereka memproduksi chlor-alkali, asam fluorida, natrium dikromat (Proses sulfat dan klorida proses ilmenit), aluminium fluorida, pigmen krom, tembaga sulfat, nikel sulfat, natrium bisulfat, natrium hydrosulfate, natrium bisulfit, titanium dioksida, dan hidrogen sianida.12.3 LOGAM BERAT

KadmiumKadmium banyak digunakan dalam pelapisan logam. Unsur kadmium sangat mirip dengan seng, dan dua logam ini menjalani proses geokimia bersama-sama. Efek keracunan kadmium akut pada manusia yang sangat serius. Antara mereka adalah tekanan darah tinggi, kerusakan ginjal, kerusakan jaringan testis, dan penghancuran sel darah merah. Hal ini diyakini bahwa banyak dari tindakan fisiologis kadmium muncul dari kesamaan kimia untuk seng. Secara khusus, kadmium dapat menggantikan seng di beberapa enzim, sehingga mengubah stereostructure enzim dan merusak aktivitas katalitik. TimbalTimbal dari bensin bertimbal digunakan untuk menjadi sumber utama yang banyak masuk air alami sistem. Selain sumber pencemar, batu kapur dan timbal bantalan galena (PbS) berkontribusi menyebabkan pencemar perairan alam di beberapa lokasi. Meskipun sangat meningkat penggunaan oleh industri, bukti dari sampel rambut dan sumber-sumber lain menunjukkan bahwa pencemaran logam beracun ini telah menurun selama beberapa dekade terakhir. Keracunan akut pada manusia dapat menyebabkan disfungsi parah ginjal,sistem reproduksi, hati, otak, dan sistem saraf pusat yang mengarah terhadap penyakit ataukematian. Keracunan timbal dari paparan lingkungan diduga telah menyebabkanketerbelakangan mental di banyak anak-anak. Keracunan timbal ringan menyebabkan anemia.Korban akan sakit kepala dan sakit otot, dan mungkin merasa lelah dan mudah marah umumnya. Mercury

Merkuri ditemukan sebagai komponen mineral, dengan batuan benua yang mengandung rata-rata sekitar 80 bagian per miliar, atau sedikit kurang, elemen ini. Cinnabar, sulfida merkuri merah, adalah merkuri komersial kepala bijih. Batubara bahan bakar fosil dan lignit mengandung merkuri, sering pada tingkat 100 bagian per miliar atau bahkan lebih tinggi, soal beberapa kekhawatiran dengan peningkatan penggunaan bahan bakar ini untuk sumber daya energi. Logam merkuri digunakan sebagai elektroda pada generasi elektrolit klorin gas, dalam alat vakum laboratorium, dan aplikasi lainnya. Jumlah yang signifikanmerkuri anorganik (I) dan merkuri (II) senyawa yang digunakan setiap tahun. Merkuri organik senyawa yang digunakan untuk diterapkan secara luas sebagai pestisida, terutama fungisida. Senyawa merkuri ini termasuk mercurials aril seperti fenil merkuri dimethyldithiocarbamate

Merkuri memasuki lingkungan dari sejumlah besar sumber lain. Ini termasuk limbah bahan kimia laboratorium, baterai, termometer pecah, tambalan gigi amalgam, dan sebelumnya fungisida rumput dan produk farmasi. Diambil secara individual, masing-masing sumber ini mungkin tidak memberikan kontribusi banyak logam beracun, tetapi efek total sangat besar. Limbah kadang berisi hingga 10 kali tingkat merkuri yang ditemukan di khas perairan alami.Toksisitas merkuri tragis diilustrasikan di daerah Teluk Minamata dari Jepang selama periode 1953-1960. Sebanyak 111 kasus keracunan merkuri dan 43 kematian dilaporkan antara orang-orang yang mengkonsumsi makanan laut dari Teluk yang telah terkontaminasi dengan limbah merkuri dari pabrik kimia yang dialirkan ke Teluk Minamata. Cacat bawaan yang diamati pada 19 bayi yang ibunya memiliki dikonsumsi seafood yang terkontaminasi dengan merkuri. Tingkat logam dalam terkontaminasi seafood adalah 5-20 bagian per juta.Di antara efek toksikologi merkuri adalah kerusakan saraf, termasuk iritabilitas, kelumpuhan, kebutaan, atau kegilaan; kerusakan kromosom; dan kelahiran cacat. Gejala-gejala ringan keracunan merkuri seperti depresi dan mudah tersinggung memiliki karakter psikopatologis. Karena kemiripan ini gejala perilaku manusia yang umum, keracunan merkuri ringan mungkin luput dari deteksi.12.4 METALOID

Unsur pencemar air metalloid yang paling signifikan adalah arsenik, elemen beracun yang telah penjahat kimia lebih dari plot pembunuhan beberapa. Arsenik akut keracunan dapat hasil dari konsumsi lebih dari 100 mg elemen. Keracunan kronis terjadi dengan menelan sejumlah kecil arsenik lebih panjang periode waktu. Ada beberapa bukti bahwa unsur ini juga karsinogenik. Arsenik terjadi di kerak bumi pada tingkat rata-rata 2-5 ppm. Pembakarandari bahan bakar fosil, terutama batubara, memperkenalkan jumlah besar arsenik ke dalamlingkungan, banyak yang mencapai perairan alami. Arsenik terjadi dengan fosfatmineral dan masuk ke lingkungan bersama dengan beberapa senyawa fosfor.Beberapa pestisida sebelumnya digunakan, terutama dari sebelum Perang Dunia II, mengandung senyawa arsenik yang sangat beracun. Yang paling umum ini adalah arsenat PB3(AsO4)2, natrium arsenit, Na3AsO3, dan Paris Green, Cu3(AsO3)2. Arsenik diproduksi

Sebagai produk sampingan dari tembaga,emas, dan pemurnian timah melebihi permintaan komersial untuk arsenik, dan itu terakumulasisebagai bahan limbah.Seperti merkuri, arsenik dapat dikonversi oleh bakteri untuk lebih mobile dan beracunderivatif metil menurut reaksi berikut:

12.5 IKATAN LOGAM ORGANIK DAN METALLOIDAda dua jenis utama dari interaksi logam - organik harus dipertimbangkan dalam Sistem air . Yang pertama adalah kompleksasi , biasanya chelation saat organic ligan yang terlibat . Definisi wajar kompleksasi oleh organik yang berlaku air dan air limbah sistem alam adalah suatu sistem di mana spesies hadir yang reversibel memisahkan ke ion logam dan spesies pengompleks organik sebagaifungsi dari konsentrasi ion hidrogen :

ML + 2H+ (M2+ + H2L(12.6 SPESIES ANORGANIK Beberapa polutan air anorganik penting yang sebagai bagian dari pembahasan elemen polutan . polutan anorganik yang berkontribusi keasaman , alkalinitas , atau salinitas air dianggap secara terpisah di bab ini . Masih kelas lain adalah bahwa nutrisi alga . Hal ini membuat unclassified , Namun , beberapa spesies polutan anorganik penting , yang ion sianida , CN- , adalah mungkin yang paling penting . Lainnya termasuk amonia , karbon dioksida , hidrogen sulfida , nitrit , dan sulfit .SianidaSianida, zat beracun yang mematikan, ada di air sebagai HCN, asam lemah, Ka dari 6 x 10-10. Ion sianida memiliki afinitas yang kuat bagi banyak ion logam, membentuk ferrocyanide relatif beracun kurang, Fe (CN)64-, dengan besi (II), misalnya. Volatile HCN sangat beracun dan telah digunakan dalam eksekusi kamar gas di AS Sianida banyak digunakan dalam industri, terutama untuk membersihkan logam dan elektroplating. Hal ini juga salah satu gas dan kokas scrubber polutan limbah utama dari gas karya dan coke oven.

Amonia dan Polutan anorganik lainnyaTingkat berlebihan amonia nitrogen menyebabkan masalah kualitas air. Amonia merupakan produk awal dari pembusukan limbah organik nitrogen, dan yang Kehadiran sering menunjukkan terkontaminasi limbah tersebut.

Hidrogen sulfida, H2S, adalah produk dari pembusukan anaerobik bahan organik engandung sulfur. Hal ini juga diproduksi dalam pengurangan anaerobik sulfat oleh mikroorganisme dan berkembang sebagai gas polutan dari air panas bumi. Keberadaannya mudah terdeteksi oleh nya karakteristik busuk-telur bau. Dalam air, H2S adalah asam diprotik lemah dengan pKa1 dari 6.99 dan pKa2 dari 12,92; S2- tidak hadir di perairan alami normal.

Karbon dioksida bebas, CO2, sering hadir dalam air pada tingkat tinggi karena pembusukan bahan organik. Hal ini juga ditambahkan ke dalam air melunak selama pengolahan air ebagai bagian dari proses rekarbonisasi. Ion nitrit, NO2, Terjadi pada air sebagai keadaan oksidasi antara nitrogen selama rentang pE relatif sempit. Nitrit ditambahkan ke air proses industri sebagai inhibitor korosi. Namun, jarang terjadi pada air minum pada tingkat lebih 0,1 mg / LIon sulfit, SO3 , ditemukan di beberapa air limbah industri. Natrium sulfit adalah biasanya ditambahkan ke feedwaters boiler sebagai scavenger oksigen di mana ia bereaksi terhadapmenghapus berpotensi korosif molekul oksigen terlarut dari air

Asbes di Air

Toksisitas inhalasi asbes sangat kuat. Jaringan paru-paru rusak dan akhirnya timbul kanker eringkali terjadi 20 atau 30 tahun setelah paparan. 12.7 ALGAL NUTRIENTS AND EUTROPHICATIONThe eutrofikasi panjang, berasal dari kata Yunani yang berarti "wellnourished," menggambarkan kondisi danau atau waduk yang melibatkan kelebihan alga pertumbuhan. Meskipun beberapa produktivitas alga diperlukan untuk mendukung rantai makanan diekosistem perairan, pertumbuhan berlebih dalam kondisi eutrofik akhirnya dapat menyebabkan untuk kerusakan parah pada badan air. Langkah pertama dalam eutrofikasi dari badan air merupakan masukan nutrisi tanaman dari limpasan DAS atau limbah. Tubuh yang kaya nutrisi air kemudian menghasilkan banyak biomassa tanaman oleh fotosintesis, bersama dengan jumlah yang lebih kecil dari biomassa hewan. Biomassa mati terakumulasi di dasar danau, di mana ia mengalami mineralisasi parsial, nutrisi daur ulang karbon dioksida, fosfor, nitrogen, dan kalium. Jika danau ini tidak terlalu dalam, tanaman bawah-berakar mulai tumbuh, mempercepat akumulasi bahan padat di lembah. Akhirnya, rawa terbentuk yang akhirnya mengisi untuk menghasilkan padang rumput atau hutan.

12.8 ACIDITY, ALKALINITY, AND SALINITY

Biota perairan sensitif terhadap pH ekstrem. Terutama karena osmotik efek, mereka tidak dapat hidup dalam media memiliki salinitas yang tidak sesuai. Dengan demikian, ikan air tawar akan mati di laut, dan ikan laut biasanya tidak bisa hidup di air tawar. Salinitas yang berlebih dapat membunuh tanaman yang tidak sesuai. Sumber yang paling umum dari asam polutan asam ada di dalam air asam tambang. Hasil air tambang dari adanya asam sulfat yang dihasilkan oleh oksidasi pirit, FeS2. Mikroorganisme yang terlibat dalam proses secara keseluruhan, yang terdiri dari beberapa reaksi. Yang pertama dari reaksi ini adalah bacterially dimediasi

oksidasi pirit:

2FeS2 (s) + 2H2O + 7O2 ( 4H+ + + 4SO42- + 2Fe2+ Langkah selanjutnya adalah oksidasi besi ion (II) menjadi besi (III) ion,

4Fe2 + + O2 + 4H + ( 4Fe3 + + 2H2O

proses yang terjadi sangat lambat oleh proses kimia murni pada nilai pH rendah ditemukan di perairan asam tambang, namun dipercepat oleh aksi bakteri. Di bawah pH 3,5 oksidasi besi dikatalisis oleh bakteri besi Thiobacillus ferrooxidans, dan dalam kisaran pH 3,5-4,5 mungkin akan dikatalisasi oleh berbagai Metallogenium, sebuah Bakteri besi filamen. Bakteri lain yang mungkin terlibat dalam air asam tambang Formasi yang thiooxidans Thiobacillus ferrooxidans dan Ferrobacillus.

12.9 OKSIGEN, OKSIDAN, DAN REDUKTAN

Oksigen adalah zat sangat penting dalam air. Dalam air, oksigen dikonsumsi dengan cepat oleh oksidasi bahan organik, { CH2O} { CH2O} + O2 ( CO2 + H2O Selain oksidasi mikroorganisme-dimediasi bahan organik, oksigen dalam air dapat ikonsumsi oleh biooxidation bahan nitrogen,

NH4+ + 2O2 ( 2H+ + NO3- + H2O

dan oleh oksidasi kimia atau biokimia bahan kimia mengurangi:

4Fe2+ + O2 + 10H2O ( 4Fe (OH) 3 (s) + 8H+

2SO3 2- + O2 ( 2SO42- (12.9.4)

Semua proses ini berkontribusi pada deoksigenasi air. Tingkat konsumsi oksigen oleh mikroba dimediasi oksidasi kontaminan dalam air disebut kebutuhan oksigen biokimia (atau oksigen biologis demand), BOD. Parameter ini biasanya diukur dengan menentukan kuantitasoksigen dimanfaatkan oleh mikroorganisme air yang sesuai selama periode lima hari. Dalam zona dekomposisi, populasi bakteri meningkat. Zona septik ditandai oleh populasi bakteri yang tinggi dan kadar oksigen yang sangat rendah. Zona septic berakhir ketika polutan teroksidasi habis, dan kemudian zona pemulihan dimulai. BOD adalah ukuran cukup realistis kualitas air sepanjang oksigen yang ersangkutan, tes untuk menentukan itu memakan waktu dan rumit untuk melakukan. Jumlah karbon organik (TOC), sering diukur dengan katalis mengoksidasi karbon dalam air dan mengukur CO2 yang berkembang. Hal ini telah menjadi populer karena TOC adalah mudah ditentukan instrumental.

12.10 POLUTAN ORGANIK

SewageSeperti yang ditunjukkan pada Tabel 12.4 , limbah dari rumah tangga, komersial , pengolahan makanan ,dan sumber-sumber industri mengandung berbagai polutan , termasuk organic polutan . Beberapa polutan ini , zat terutama oksigen menuntut (lihat Bagian 12,9 ) Oil , minyak , dan padatan - dikeluarkan oleh primer dan sekunder proses pengolahan air limbah . Lainnya , seperti garam , logam berat , dan tahan api ( degradasi tahan ) organik , tidak efisien dihapus .

Masalah pembuangan lain utama dengan limbah adalah lumpur yang dihasilkan sebagai produk dari proses pengolahan limbah. Lumpur ini mengandung bahan organik bahan yang logam berat. jumlah lumpur yang dihasilkan benar-benar mengejutkan. Misalnya, kota Chicago memproduksi sekitar 3 juta ton lumpur setiap tahun. Pertimbangan utama untuk pembuangan yang dengan jumlah yang besar adalah adanya berpotensi berbahaya komponen seperti logam berat. Kontrol dari sumber limbah diperlukan untuk meminimalkan masalah pencemaran limbah. Terutama, logam berat dan senyawa organik tahan api harus dikontrolpada sumber untuk memungkinkan penggunaan limbah, atau diperlakukan limbah limbah, untuk irigasi, daur ulang untuk sistem air, atau resapan air tanah. Sabun, deterjen, dan bahan kimia yang terkait merupakan sumber potensial organik polutan. Sabun, Deterjen, Deterjen dan Pembangun

Sabun

Sabun adalah garam asam lemak yang lebih tinggi, seperti natrium stearat,C17H35COO-Na+.Sabun yang sebagian besar merupakan pengemulsi dan kemampuannya untuk menurunkan tegangan permukaan air. Konsep ini dapat dipahami dengan mempertimbangkan sifat ganda dari anion sabun. Minyak, lemak, dan bahan tidak larut air lainnya organik, Kecenderungannya adalah untuk "ekor" dari anion untuk larut dalam bahan organik, sedangkan "Kepala" tetap dalam larutan air. Dengan demikian, sabun teremulsi, atau menunda, organik bahan dalam air. Dalam proses ini, anion membentuk misel sabun koloid di mana hidrokarbon "ekor" dari anion sabun berkumpul di dalam koloid kecil partikel dan anion karboksilat "kepala" yang terletak di permukaan koloid yang partikel.

Kerugian utama dari sabun sebagai bahan pembersih berasal dari reaksinya dengan kation divalen membentuk garam larut asam lemak:

2C17H35COO-Na+ + Ca2+ ( Ca (C17H35CO2) 2 (s) + 2Na+Ini padatan larut, biasanya garam magnesium atau kalsium, sama sekali tidak efektif sebagai agen pembersih. Jika sabun digunakan, semua kation divalen dapat dihilangkan dengan reaksi dengan sabun, dan air mengandung kelebihan sabun akan memiliki kualitas baik untuk pembersihan. Ini adalah pendekatan umum digunakan saat sabun digunakan dengan air unsoftened di bak mandi atau wash basin, di mana kalsium dan magnesium garam larut dapat ditoleransi.

Deterjen

Deterjen sintetik memiliki sifat pembersih yang baik dan tidak membentuk larutgaram dengan "kekerasan ion" seperti kalsium dan magnesium. Sintetis sepertideterjen memiliki keuntungan tambahan menjadi garam asam yang relatif kuatdan, karena itu, mereka tidak mengendap dari air asam sebagai asam larut, sebuahkarakteristik yang tidak diinginkan dari sabun. Potensi deterjen mencemari airtinggi karena penggunaannya banyak di seluruh konsumen, kelembagaan, dan industripasar. Sebagian besar bahan ini, bersama dengan yang lainbahan yang berhubungan dengan formulasi deterjen, dibuang dengan air limbah.Bahan utama deterjen adalah surfaktan atau aktif permukaan agen, yangtindakan berlaku untuk membuat air "basah" dan agen pembersih yang lebih baik. Surfaktan berkonsentrasi di antarmuka air dengan gas (udara), padatan (kotoran), dan cairan bercampur (minyak).

Biorefractory Organik Polutan

Jutaan ton senyawa organik yang diproduksi secara global setiap tahun.Jumlah yang signifikan dari beberapa ribu senyawa seperti muncul sebagai polutan air.Sebagian besar senyawa ini, terutama yang kurang biodegradable, adalah zatyang organisme hidup belum terkena sampai beberapa tahun terakhir. Sering,efek mereka pada organisme tidak dikenal, terutama untuk jangka panjangeksposur pada tingkat yang sangat rendah. Potensi organik sintetis untuk menyebabkan genetik kerusakan, kanker, atau efek buruk lainnya adalah nyaman tinggi. Di sisi positif,pestisida organik memungkinkan tingkat produktivitas pertanian tanpa yang jutaanakan kelaparan. Bahan kimia organik sintetik semakin mengambil tempatproduk alami dalam pasokan pendek.

Organik Biorefractory adalah senyawa organik yang paling disoroti dalam air limbah,terutama ketika mereka ditemukan dalam sumber-sumber air minum. Ini adalah zat biodegradable buruk, menonjol di antara yang aromatik atau diklorinasi hidrokarbon. Termasuk dalam daftar limbah industri organik biorefractory yang benzena, bornyl alkohol, bromobenzene, bromochlorobenzene, butilbenzena, kamper kloroetil eter, kloroform, eter chloromethylethyl, chloronitrobenzene, Chloropyridine, dibromobenzene, dichlorobenzene, dichloroethyl eter, dinitrotoluene, etilbenzena, etilen diklorida, 2-etilheksanol, asam isosianat, isopropylbenzene, methylbiphenyl, metil klorida, nitrobenzena, stirena, tetrachloroethylene,trikloroetana, toluena, dan 1,2-dimethoxybenzene. Senyawa Biorefractory tidak sepenuhnya dihapus oleh pengobatan biologis, dan air yang terkontaminasi dengan senyawa ini harus diperlakukan dengan cara fisik dan kimia, termasuk stripping udara, ekstraksi pelarut,ozonisasi, dan adsorpsi karbon.

Bahan kimia yang digunakan dalam pengendalian invertebrata termasuk insektisida,moluska untuk kontrol siput, dan nematoda untuk pengendaliancacing gelang mikroskopik. Vertebrata dikendalikan oleh rodentisida, yang membunuhtikus, avicides digunakan untuk mengusir burung, dan piscicides digunakan dalam kontrol ikan. Herbisida digunakan untuk membunuh tanaman. Fungisida digunakanterhadap jamur, bakterisida terhadap bakteri, slimicides terhadap lendir penyebaborganisme dalam air, dan algicides terhadap ganggang. DDT dan Organoklorin Insektisida

Hidrokarbon diklorinasi atau organoklorin insektisida adalah senyawa hidrokarbon di mana nomor atom hidrogen telah digantikan oleh Cl atom. Rumus struktur beberapa insektisida hidrokarbon diklorinasi adalah ditunjukkan pada Gambar 12.6. Hal ini dapat dilihat bahwa formula struktural banyak dari insektisida sangat mirip; dieldrin dan Endrin yang stereoisomer. Dari insektisida organoklorin, yang paling penting telah DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane atau 1,1,1-trikloro-2,2-bis (4-klorofenil) etana), yangdigunakan dalam jumlah besar setelah Perang Dunia II. Bersifat renda. Secara struktural

Insektisida Organofosfat

Insektisida organofosfat adalah senyawa organik yang mengandung insektisida fosfor, beberapa di antaranya adalah ester organik dari asam ortofosfat, sepertiparaoxon:

Lebih umum, senyawa fosfor insektisida adalah senyawa phosphorothionate,seperti parathion atau klorpirifos,

Toksisitas insektisida organofosfat bervariasi banyak. Misalnya, seperti sesedikit 120 mg parathion telah dikenal untuk membunuh manusia dewasa, dan dosis hanya 2 mg telah membunuh seorang anak. Keracunan yang paling disengaja telah terjadi melalui kulit. Sejak mulai digunakan, beberapa ratus orang telah tewas oleh parathion. Sebaliknya, malathion menunjukkan bagaimana perbedaan dalam struktur formula dapat menyebabkan perbedaan jelas dalam sifat pestisida organofosfat. Malathion memiliki dua hubungan carboxyester yang terhidrolisis oleh karboksilase enzim untuk produk relatif tidak beracun, seperti yang ditunjukkan :

Enzim yang mencapai malathion hidrolisis yang dimiliki oleh mamalia, tetapi tidak oleh serangga, sehingga mamalia dapat mendetoksifikasi malathion dan serangga tidak bisa. Hasilnya adalah malathion yang memiliki aktivitas insektisida selektif. Sebagai contoh, meskipun malathion adalah insektisida sangat efektif, LD50 nya (dosis yang diperlukan untuk membunuh 50% dari subjek tes) untuk tikus jantan dewasa sekitar 100 kali dari parathion, mencerminkan jauh lebih rendah toksisitas malathion dibandingkan dengan beberapa organofosfat namun lebih beracun insektisida, seperti parathion.Karbamat

Turunan organik pestisida dari asam karbamat, dikenal sebagai karbamat. Pestisida karbamat telah banyak digunakan karena lebih biodegradable dari sebelumnya yang populer dengan insektisida organoklorin, dan memiliki toksisitas dermal lebih rendah dari yang paling umumpestisida organofosfat. Carbaryl telah banyak digunakan sebagai insektisida pada rumput atau kebun. Memiliki toksisitas rendah untuk mamalia. Karbofuran memiliki kelarutan air yang tinggi dan bertindak sebagai tanaman insektisida sistemik. Dapat diambil oleh akar dan daun tanaman sehingga serangga yang diracuni oleh bahan tanaman yang mereka makan. Pirimicarb telah banyak digunakan dalam pertanian sebagai aphicide sistemik. Efek racun dari karbamat untuk hewan adalah senyawa ini menghambat acetylcholinesterase. Herbisida

Herbisida yang diaplikasikan di atas jutaan hektar lahan pertanian di seluruh dunia danpolutan air yang meluas sebagai akibat dari penggunaan intensif ini. Zat-zat ini dioakai untuk mengendalikan gulma pada jagung dan kedelai.

asam karbamat dan tiga karbamat insektisida.Senyawa Bipiridilium

Senyawa bipiridilium berisi 2 cincin piridin per molekul. Kedua senyawa pestisida penting dari jenis ini adalah herbisida Diquat dan paraquat, rumus struktural yang digambarkanbawah:

Dua herbisida bipiridilium utama (bentuk kation).Anggota lain dari kelas herbisida ini termasuk Chlormequat, morfamquat, dan difensokuat. Diaplikasikan langsung ke jaringan tanaman, senyawa ini dengan cepat menghancurkan sel tanaman dan tanaman akan membeku. Namun, mereka kuat mengikat mineral liat tanah, yang menyebabkan cepat hilangnya herbisida.

Herbisida Heterosiklik Nitrogen Senyawa

Sejumlah herbisida mengandung tiga atom nitrogen heterosiklik di cincin struktur dan karena itu disebut triazines. Herbisida triazina menghambat fotosintesis. Selektivitas diperoleh oleh ketidakmampuan tanaman target untuk memetabolisme dan detoksifikasi herbisida. Contoh umum pada kelas atrazin, banyak digunakan pada jagung Anggota lain dari kelas ini adalah Metribuzin, yang secara luas digunakan pada kedelai, tebu, dan gandum.

Chlorophenoxy Herbisida

Herbisida chlorophenoxy, termasuk 2,4-D dan 2,4,5-trichlorophenoxyacetic Asam (2,4,5-T) yang ditunjukkan di bawah, yang diproduksi dalam skala besar untuk gulma. Pada suatu waktu, perlu perhatian khusus karena TCDD kontaminan (lihat di bawah) hadir sebagai roduk sampinganmanufaktur.

Substitusi Amide Herbisida

Sekelompok beragam herbisida terdiri dari amida tersubstitusi. Menonjol di antaraini propanil, diterapkan untuk mengendalikan gulma di sawah, dan alachlor, dipasarkan sebagai membunuh berkecambah rumput dan gulma berdaun lebar

Nitroanilin Herbisida

Herbisida nitroanilin mengandung NO2 dan diganti -NH2 pada cincin benzena seperti yang ditunjukkan untuk Trifluralin:

Macam Macam Herbisida

Berbagai macam bahan kimia telah digunakan sebagai herbisida, dan memiliki potensi sebagai polutan air. Salah satu senyawa tersebut adalah R-mecoprop. Jenis lain dari herbisidatermasuk urea , karbamat, dan thiocarbamates:

Sampingan Pestisida Industri

Sejumlah polusi air dan masalah kesehatan telah dikaitkan dengan pembuatan pestisida organoklorin. Misalnya, degradasi tahan hexachlorobenzene,

digunakan sebagai bahan baku untuk sintesis pestisida lainnya dan telah sering ditemukan dalam air. Produk sampingan yang paling terkenal dari pembuatan pestisida adalah polychlorinated dibenzodioxins. Umumnya disebut sebagai "dioksin," spesies ini memiliki sifat toksikologi signifikansi. Dari dioxin, limbah pencemar dan berbahaya yang paling menonjol Senyawa adalah 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD), sering disebuthanya sebagai "dioxin." Senyawa ini, yang merupakan salah satu yang paling beracun dari semua zat sintetik .

Dibenzo-p-dioxin dan 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD)

TCDD memiliki tekanan uap yang sangat rendah hanya 1.7 x l0-6 mm Hg pada 25 C, tinggititik leleh 305 C, dan kelarutan air hanya 0,2 mg / L. Hal ini stabil secara termal sampai sekitar 700 C, memiliki tingkat stabilitas kimia yang tinggi, dan kemampuan biodegradable yang buruk. Hal ini sangat beracun untuk beberapa hewan, dengan LD50 hanya sekitar 0,6 mg / kg massal pada marmut jantan. TCDD adalah polutan lingkungan yang berbahaya. Pestisida ini telah digunakan untuk mengontrol hama penggerek pisang, wireworm tembakau,semut, dan kecoa. 12.12 Poliklorinasi Bifenil

Pertama kali ditemukan sebagai polutan lingkungan pada tahun 1966, polychlorinatedbiphenyls (senyawa PCB) telah ditemukan di seluruh dunia dalam air, sedimen, jaringan burung, dan jaringan ikan. Mereka dibuat dengan menggantikan dari 1 sampai 10 atom Cl kestruktur aril bifenil seperti yang ditunjukkan di sebelah kiri.

rumus umum polychlorinated biphenylsPolychlorinated biphenyls memiliki zat kimia yang sangat tinggi, termal, dan srabilitas biologi ; tekanan uap yang rendah; dan konstanta dielektrik tinggi. penggunaan PCB sebagai cairan pendingin-isolasi dalam transformator dan kapasitor; untuk resapan kapas dan asbes; sebagai plasticizer; dan sebagai zat aditif untuk beberapa epoxy cat. Sifat PCB yang stabil sehingga berguna untuk kontribusi untuk dispersi luas dan akumulasi di lingkungan. eberapa formulasi kimia telah dikembangkan untuk menggantikan PCB di aplikasi listrik.

12.13 RADIONUCLIDES IN THE AQUATIC ENVIRONMENTBesar-besaran produksi radionuklida ( isotop radioaktif ) oleh senjata dan reaktor nuklir sejak Perang Dunia II telah disertai dengan meningkatnya kekhawatiran tentang efek radioaktivitas pada kesehatan dan lingkungan . radionuklida yang diproduksi sebagai produk fisi inti berat unsur-unsur seperti uranium atau plutonium . Mereka juga diproduksi oleh reaksi neutron dengan inti yang stabil . ini fenomena diilustrasikan pada Gambar 12.11 dan contoh-contoh spesifik diberikan dalam Tabel 12,5 . Radionuklida yang terbentuk dalam jumlah besar sebagai produk limbah di nuklir pembangkit listrik . Pembuangan akhir mereka adalah masalah yang telah menyebabkan banyak kontroversi mengenai meluasnya penggunaan tenaga nuklir