洗滌廢水對(duì)湘江流域的生態(tài)影響分析

周言鳳，楊 萍，伍惠玲，廖麗萍

（1.湖南有色金屬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲412006；2.湖南化工研究院，湖南 長(zhǎng)沙410007）

1 引言

洗滌廢水，是指人們?cè)谌粘Ｉ钪杏脕?lái)清洗污漬后的排水。為使洗滌效果更明顯，污漬去除更輕松，人們?cè)谇逑催^(guò)程中，通常會(huì)想辦法加入洗滌劑，以方便污漬有效快速清除。隨著洗滌工業(yè)的發(fā)展，洗滌廢水對(duì)湘江流域的生態(tài)影響日趨嚴(yán)峻。

2 洗滌劑工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響

古時(shí)候，就有記載人們用淘米水當(dāng)“清潔液”洗發(fā)、洗面，用草木灰的水浸液洗滌衣裳冠帶，用欄木灰＋貝殼灰的水溶液洗滌絲織品，用一種植物果實(shí)——皂角去污，用皂莢、豬胰、碳酸鈉、熔融的豬脂等制成胰子（在化學(xué)組成上和今天的香皂極為相似，后慢慢發(fā)展為現(xiàn)在的香肥皂）來(lái)清潔。但從淘米水到胰子、香肥皂，所用清潔洗滌劑的原料都取自大自然，后期的香肥皂的制作，也只是簡(jiǎn)單的物理加工，基本不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境［6］。

自二戰(zhàn)后至今，由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步、石油化學(xué)工業(yè)的高速發(fā)展以及人們對(duì)洗滌用品的迫切需要，全世界洗滌用品生產(chǎn)得以迅猛發(fā)展。中國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)內(nèi)商品市場(chǎng)上洗滌用品琳瑯滿目，一舉扭轉(zhuǎn)歷史上中國(guó)早期唯一使用的洗滌產(chǎn)品香肥皂這一局面，自1960年開(kāi)始化學(xué)合成洗滌劑，合成洗滌劑從無(wú)到有高速發(fā)展，取得了突躍的進(jìn)步［6］。然而，洗滌劑在迅猛發(fā)展并帶來(lái)良好清洗效果的同時(shí)，隨著洗滌污水的排放，不同的洗滌廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也各不相同，洗滌廢水污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻。

比如：湘江母親河——湖南兒女的生命之源，哺育兒女們一代一代繁衍生息。然而如今，隨著生產(chǎn)科技日益發(fā)展，享有“有色金屬之鄉(xiāng)”的湘江流域引入了工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活廢水的排放，母親河昔日清澈見(jiàn)底、魚蝦成群的情景已日漸遠(yuǎn)去，取而代之的是工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及生活污染源多重污染的局面。其中，湘江流域的工業(yè)污染源已引起了政府高度重視，而生活污染源中洗滌廢水的污染，國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究并不多，相對(duì)工業(yè)污染源來(lái)說(shuō)，對(duì)洗滌廢水污染的研究重視度還不夠。而在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，家庭廢水污染河川的程度遠(yuǎn)高于工業(yè)廢水，其中化學(xué)清潔劑占了很大的比例。尤其中國(guó)人口眾多且城市居住密度大，洗滌廢水污染問(wèn)題相對(duì)更為嚴(yán)峻，隨著人民生活方式的改變，品種繁多、數(shù)量巨大的化學(xué)清潔劑被廣泛分散使用，而且大多直接分散排放，對(duì)人類安全健康和環(huán)境的影響日益突顯。

3 洗滌廢水污染源分析

洗滌廢水的主要污染源為洗滌劑。不同洗滌廢水對(duì)環(huán)境的污染危害程度，主要取決于洗滌劑的成分及含量。家庭常用洗滌劑，以洗脫污垢、保持清潔為清洗目的，一般由活性成分、助洗成分、緩沖成分、增效成分、輔助成分等組成［7］。各成分共同作用去除污垢，提高洗滌劑的潔凈性能。本實(shí)驗(yàn)選取市面上銷量較大的洗滌劑：洗衣粉、洗衣液，分析其組分及含量，得到各組分的含量范圍如表1。

從表1洗衣粉、洗衣液各組分含量，可看出洗滌劑經(jīng)清洗排入水體后，對(duì)湘江流域的影響如下。

（1）洗衣粉和洗衣液的活性成分基本為難降解有機(jī)物，并且總占比達(dá)20%左右，而這些難降解的表面活性劑在生產(chǎn)、使用時(shí)，會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入水體，造成水質(zhì)污染，其泡沫覆蓋水面，減少水中溶解氧，對(duì)水生生物尤其是魚類，有嚴(yán)重的危害。比如：會(huì)破壞魚的味蕾組織，使其味覺(jué)遲鈍，喪失覓食與避開(kāi)毒物的能力。難降解有機(jī)物質(zhì)在環(huán)境中持久而不易分解，通過(guò)水生生物富集，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，逐步濃縮遷移而造成危害，對(duì)環(huán)境與生態(tài)造成較大影響。

（2）洗衣粉的助洗成分含有4A沸石，并占有一定的份量，達(dá)8%～15%。4A沸石雖無(wú)毒、無(wú)臭，但因其占比量大，隨著洗滌劑日積月累的使用，4A沸石的沉積有導(dǎo)致排水系統(tǒng)堵塞的可能。

（3）洗衣粉和洗衣液的增效成分中，都含有一定量的熒光增白劑，而熒光增白劑有致癌作用，排入湘江流域的熒光增白劑，通過(guò)食物鏈富集遷移，對(duì)人體健康危害較大。

（4）洗衣液的輔助成分中含有一定量的防腐劑，防腐劑危害性相當(dāng)大，比如：尼泊金酯類、甲醛類有刺激性及致癌性，醇類防腐劑有刺激性。

（5）洗衣粉和洗衣液都含有少量的香精，而其大多為人工合成香料，對(duì)嬰兒的神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的傷害。

以上分析可見(jiàn)，洗滌廢水分散直接排入周邊流域，其中的難降解有機(jī)物、4A沸石、熒光增白劑、防腐劑、香精等污染源并未經(jīng)過(guò)降解，而是直接隨著生活廢水流入了母親河。洗滌廢水日漸浸蝕著母親河清潔的身軀，并間接危害母親河哺育的兒女們。

表1 洗滌劑各組分含量

4 洗滌廢水COD排污量分析

洗滌廢水排入水體后，消耗溶解氧，并對(duì)水生生物有輕微毒性，能造成魚類畸型。其中，化學(xué)需氧量COD能反映水體受到還原性物質(zhì)的污染程度。洗滌廢水中的難降解有機(jī)物，是影響環(huán)境的重要污染因子，測(cè)定難降解有機(jī)物等還原性物質(zhì)氧化分解消耗的氧量，可作為評(píng)價(jià)洗滌廢水對(duì)水體綜合性污染的重要指標(biāo)。

4.1 洗滌廢水COD測(cè)定實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)選取了不同品牌的普通洗衣粉、濃縮洗衣粉、洗衣液，隨機(jī)抽取一定數(shù)量的洗滌劑樣品，分別配制成濃度為1.0g/L的洗滌劑水溶液。在1.0g/L各洗滌劑水樣溶液中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，并在濃硫酸介質(zhì)下以銀鹽作催化劑，經(jīng)沸騰回流后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，由消耗的硫酸亞鐵銨的量換算成消耗氧的質(zhì)量濃度。根據(jù)GB11914－89水質(zhì)化學(xué)需氧量的測(cè)定方法，來(lái)測(cè)定各類洗滌劑樣品的COD含量。測(cè)定結(jié)果如表2。

表2 各類洗滌劑COD含量

表3 GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

從表2、表3可見(jiàn)，1.0g/L洗滌廢水排放的COD含量，相對(duì)于GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中COD排放限值來(lái)說(shuō)，普通洗衣粉超過(guò)了一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的12倍，濃縮洗衣粉超過(guò)了一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的6倍，洗衣液超過(guò)了一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的16倍。相比而言，濃縮洗衣粉的排放量最低。因此，正確引導(dǎo)消費(fèi)者合理選擇洗滌劑種類，政策導(dǎo)向企業(yè)研發(fā)高效低排放的洗滌產(chǎn)品，對(duì)于減少排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有著直接重要的意義［8］。

4.2 洗滌廢水COD年排放量估算

據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)人均洗滌劑年用量為8kg（含不同品牌的洗衣粉、洗衣液、洗潔精等）。按一個(gè)三口之家計(jì)算，每年用清潔洗滌劑24kg，每月用2kg，以每包0.6～0.7kg計(jì)，約每月3包，每人每月1包。1個(gè)1 000萬(wàn)人口的城市，每月有1 000萬(wàn)包化學(xué)成分復(fù)雜的清潔洗滌用品隨著人們?nèi)粘Ｇ逑吹膹U水排出。根據(jù)表2我們選用的洗衣粉、洗衣液排放COD濃度，計(jì)算各洗滌劑的COD排放量，可得：

（1）如以普通洗衣粉計(jì)，平均每1kg洗滌劑貢獻(xiàn)0.61kg COD，1個(gè)1000萬(wàn)人口的城市，洗滌劑排放COD量每年約4.9萬(wàn)t；

（2）如以濃縮洗衣粉計(jì)，平均每1kg洗滌劑貢獻(xiàn)0.31kg COD，1個(gè)1000萬(wàn)人口的城市，洗滌劑排放COD量每年約2.5萬(wàn)t；

（3）如以洗衣液計(jì)，平均每1kg洗滌劑貢獻(xiàn)0.81 kg COD，1個(gè)1000萬(wàn)人口的城市，洗滌劑排放COD量每年約6.5萬(wàn)t。

比較可見(jiàn)：如以濃縮洗衣粉作為清潔洗滌劑，對(duì)于1個(gè)1000萬(wàn)人口的城市1年的COD排放量，與使用普通洗衣粉相比，約為普通洗衣粉排放量的1/2；與使用洗衣液相比，約為使用洗衣液排放量的1/3。因此，正確引導(dǎo)居民選擇低排放的清潔洗滌用品，并引導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)高效環(huán)保的洗滌劑，對(duì)于降低排放，保護(hù)湘江流域生態(tài)環(huán)境意義重大。

4.3 各洗滌劑的排放濃度限值

根據(jù)GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，當(dāng)污水排放引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮(zhèn)景觀用水和一般回用水等用途時(shí)，應(yīng)執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表3。結(jié)合表2中1.0g/L各洗滌劑的COD排放量，可見(jiàn)，在居民直接分散的排放方式下，要想達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)排放要求，最直接的辦法就是稀釋洗滌廢水的排放濃度，經(jīng)計(jì)算，各類洗滌劑稀釋達(dá)到以下濃度時(shí)（表4），排放方可達(dá)到各級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

表4 各洗滌劑的排放濃度限值

從表4可見(jiàn)，要減少COD的排放量，在不影響洗滌效果的情況下，應(yīng)盡量減少洗滌劑的使用量及使用濃度。然而，實(shí)際使用過(guò)程中，能有效快速去污的洗滌劑使用濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其排放濃度限值，甚至有些家庭以為洗滌劑的用量越多洗滌劑的濃度越高，洗滌效果越好。因此，正確引導(dǎo)居民合理投入洗滌劑用量，并合理處理洗滌廢水的排放，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)湘江流域至關(guān)重要。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著洗滌劑工業(yè)的迅猛發(fā)展以及中國(guó)城鎮(zhèn)化的加快，洗滌廢水化學(xué)成分復(fù)雜，數(shù)量巨大，且基本隨著人們的日常生活分散直接排入江河，嚴(yán)重影響周邊流域的生態(tài)環(huán)境。本文通過(guò)對(duì)常用洗滌劑（洗衣粉、洗衣液）的洗滌廢水進(jìn)行污染源定性定量分析、對(duì)洗滌廢水的綜合性污染指標(biāo)COD排放量進(jìn)行測(cè)定估算，結(jié)論如下。

（1）洗滌廢水污染源中占比達(dá)20%左右的難降解有機(jī)物，不易分解而持久存于環(huán)境，直接影響生態(tài)系統(tǒng)和人類的安全健康。熒光增白劑、防腐劑、香精等雖含量不高，但其毒性如強(qiáng)刺激性、致癌性以及對(duì)下一代的安危影響不容忽視。

（2）不同種類洗滌劑的COD排放量不同。1.0g/L洗滌廢水的COD排放量，超過(guò)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的6～16倍；1個(gè)1000萬(wàn)人口城市的洗滌廢水COD年排放量，為2.5～6.5萬(wàn)t。指導(dǎo)居民合理選擇洗滌劑種類，慢慢政策引導(dǎo)企業(yè)研發(fā)高效低排的洗滌產(chǎn)品，公益宣傳居民有效利用洗滌劑，合理添加洗滌劑的用量，有意識(shí)地減少洗滌廢水的排放，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)湘江流域意義重大。

展望：洗滌廢水對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，涉及到化學(xué)和生物學(xué)的交叉，研究還可從洗滌廢水對(duì)某些動(dòng)植物的生態(tài)影響來(lái)展開(kāi)具體的實(shí)驗(yàn)。

［1］高職高專化學(xué)教材編寫組.分析化學(xué)［M］.3版.北京：高等教育出版社，2008.

［2］魏培海，曹國(guó)慶.儀器分析［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［3］劉玉海，楊潤(rùn)苗.電化學(xué)分析儀器使用與維護(hù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

［4］水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法委員會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［5］陳 玲，趙建夫.環(huán)境監(jiān)測(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2008.

［6］ad2385935.洗滌劑的發(fā)展 ［EB/OL］.2012－06－15.http：//wenku.baidu.com/view/b5f462cada38376baf1fae9e.html.

［7］sekeghohn.洗滌劑常用原料［EB/OL］.2010－09－22.http：//wenku.baidu.com/view/8f66fe175f0e7cd184253672.html.

［8］周言鳳.CODcr測(cè)定中微波密封消解快速法與標(biāo)準(zhǔn)法的比較［J］.中氮肥，2009（2）：59～61.