導(dǎo)讀:
2010年,我國人均洗滌用品占有量為6.36kg,較十年前增長近一倍以上,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的差距。隨著人們生活水平的提高和清潔健康意識的增強(qiáng),洗滌劑工業(yè)還將會(huì)有較大的發(fā)展空間。洗滌用品使用后全都要排放到環(huán)境中,因此其環(huán)境安全性一直受到業(yè)界的高度關(guān)注。
1 洗滌劑與“三廢”
化學(xué)工業(yè)或多或少都會(huì)影響環(huán)境,洗滌劑的生產(chǎn)也不例外。如生產(chǎn)表面活性劑、洗滌劑需要加熱,從而達(dá)到一定的反應(yīng)條件,加熱所耗的能量并不會(huì)留在產(chǎn)品內(nèi),最終以二氧化碳(廢氣)形式向大氣排放;使用洗滌劑后的廢水會(huì)隨生活污水排放;洗滌劑用后的包裝物如塑料袋(瓶)、紙盒(箱)會(huì)被丟棄。
目前,盡管洗滌劑品種很多,但產(chǎn)量最大的還是衣物用洗滌劑。我國衣物用洗滌劑主要是洗衣粉。洗衣粉用的表面活性劑主要是LAS(烷基苯磺酸鈉),LAS的原料——烷基苯在生產(chǎn)過程中耗能較多,例如從煤油餾分分出正構(gòu)烷輕、脫氫生成烯烴、繼而再與苯反應(yīng)生成烷基苯等,工序較長且能耗高。噴霧干燥成粉過程中耗能也很高,生產(chǎn)1噸洗衣粉需排放二氧化碳140kg。不僅如此,占普通洗衣粉體積近50%的芒硝僅僅是填充劑,生產(chǎn)時(shí)將芒硝配制在料漿中,再經(jīng)過噴霧干燥,以無水芒硝存在于洗衣粉中,這一過程耗能也較大。這種能耗對洗衣粉的去污力并無幫助,因此發(fā)達(dá)國家很早就從洗衣粉轉(zhuǎn)向洗衣液,美國市場目前洗衣液已占70%以上。生產(chǎn)洗衣液比生產(chǎn)洗衣粉節(jié)能,對大氣污染少。實(shí)驗(yàn)證明,洗衣液的去污力完全能達(dá)到洗衣粉的標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)洗衣液比生產(chǎn)洗衣粉節(jié)能、污染輕,不向大氣排放任何氣體。此外,在發(fā)展洗衣液的同時(shí),也有助于解決磷對水質(zhì)的污染。
2 水體富營養(yǎng)化
何謂水體富營養(yǎng)化?天然水體中由于過量營養(yǎng)物質(zhì)(主要是指氮、磷等)的排入,引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長,這種現(xiàn)象稱作水體富營養(yǎng)化。這些過量的營養(yǎng)物質(zhì)主要來自于農(nóng)田施肥、農(nóng)業(yè)廢棄物、城市生活污水和某些工業(yè)廢水。城市生活污水中含有豐富的氮和磷,特別是人體排泄物中含有大量的氮磷。氮磷營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入水體的途徑還有:使用后的含磷洗滌劑會(huì)隨生活污水排出;氮肥、磷肥的大量使用;磷灰石、硝石、鳥糞層的開采等。一般來說,總磷和無機(jī)氮分別達(dá)到20mg/m3和300mg/m3時(shí),就可認(rèn)為水體巳處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。如果氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)持續(xù)而大量地進(jìn)入湖泊、水庫及海灣等緩流水體,將促進(jìn)各種水生生物的活性,刺激它們異常繁殖(主要是藻類),使水體溶解氧減少,透明度下降,水質(zhì)發(fā)黑變臭。
我國的滇池、太湖和巢湖等在上世紀(jì)90年代后期出現(xiàn)了水體富營養(yǎng)化。隨后,地方政府在上述區(qū)域陸續(xù)出臺了禁止銷售和使用含磷洗滌劑的政策。國內(nèi)專業(yè)研究機(jī)構(gòu)對太湖流域1999年1月1日開始禁磷前后水質(zhì)進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,其研究數(shù)據(jù)顯示,進(jìn)入太湖的磷中,洗滌劑的貢獻(xiàn)率占16.10%,人體糞便排磷量占43.57%,工業(yè)排磷量占7.41%,水產(chǎn)養(yǎng)殖排磷量占5.32%,農(nóng)業(yè)排磷量占11.89%,畜禽養(yǎng)殖排磷量占2.80%。這個(gè)結(jié)果與歐洲多年監(jiān)測和分析得出的有關(guān)數(shù)據(jù)(洗滌劑帶入水中的磷僅占進(jìn)入水體總磷量的12%~20%)是一致的。因此,對目前難以建成三級污水處理設(shè)施的湖區(qū),“禁磷”措施對削減湖泊的磷負(fù)荷、減緩富營養(yǎng)化進(jìn)程可以起到一定的積極作用,但僅靠單一的洗滌劑“禁磷”措施難以達(dá)到預(yù)期目的。
目前,認(rèn)為洗滌劑中的磷是造成水體富營養(yǎng)化的原因之一的觀點(diǎn)被廣泛宣傳并被公眾普遍接受。但這一觀點(diǎn)不能解釋為什么有些湖泊水中的磷含量很高、水質(zhì)卻很清,而有的水體中含磷量不高、水藻卻瘋長?為什么有些國家實(shí)施禁磷20多年后水質(zhì)仍沒有改善?從事“家用洗滌劑和水體富營養(yǎng)化關(guān)系”研究的荷蘭科學(xué)家馬丁•肖頓博士認(rèn)為,農(nóng)藥中有機(jī)毒物才是水體富營養(yǎng)化的元兇。因?yàn)樽匀凰蛑写嬖谥参镦湥此械臓I養(yǎng)物為水藻提供了生長的條件,而浮游動(dòng)物捕食水藻,又控制了水藻的生長,并為魚類提供了食物。這種水生食物鏈系統(tǒng)能使水體保持清潔而不受污染,而農(nóng)藥中有機(jī)毒物能使浮游動(dòng)物的捕食功能降低,水藻的生長得不到有效控制,就會(huì)發(fā)生水體富營養(yǎng)化,與水中含磷量關(guān)系不大。這一觀點(diǎn)較好地解釋了上述疑問,并已被重視環(huán)保的北歐國家的科學(xué)家所接受。
國內(nèi)外洗滌劑禁磷措施實(shí)施后的實(shí)踐證明:禁磷區(qū)域水質(zhì)并未明顯好轉(zhuǎn),洗滌劑中禁磷只是在一定程度上將解決富營養(yǎng)化問題的時(shí)間推后。而且有研究表明,含磷與無磷洗滌劑對環(huán)境的負(fù)面影響大體相當(dāng)。因此,采取興建三級污水處理廠和實(shí)施湖區(qū)生態(tài)恢復(fù)工程等綜合措施,才是從根本上解決富營養(yǎng)化問題的途徑。
3 生物降解性
表面活性劑的生物降解性也關(guān)系到生態(tài)安全。20世紀(jì)50年代和60年代,日本使用四聚丙烯型的烷基苯磺酸鈉,由于其親油基是支鏈結(jié)構(gòu)而不能完全降解,只能降解20%~30%,未降解的烷基苯磺酸鈉保留了它的發(fā)泡特征,排入河流后出現(xiàn)了“泡沫河”現(xiàn)象。20世紀(jì)70年代改用直鏈烷基苯磺酸鈉后才解決這個(gè)問題。
我國洗滌用品行業(yè)一開始就沒有使用支鏈烷基苯磺酸鈉,但使用的表面活性劑的生物降解性并不都是很好。例如,壬基酚聚氧乙烯醚是三個(gè)丙烯聚合成壬烯后再與苯酚縮合成壬基酚,再加成10個(gè)環(huán)氧乙烷的非離子表面活性劑,性能很好。但由于其生物降解性差在歐洲已被禁用,但美國不禁用,我國部分禁用。
在脂肪醇硫酸鈉(AS)、脂肪醇醚硫酸鈉(AES)、烷基苯磺酸鈉(LAS)、烯基磺酸鈉(AOS)、脂肪酸鈉(肥皂)5種表面活性劑中,脂肪酸鈉降解性最好,LAS最難降解。生物降解性的好壞與表面活性劑親油基的結(jié)構(gòu)有關(guān),支鏈比直鏈的難降解,支鏈越多越難降解。脂肪酸鈉之所以最好降解,是因?yàn)槠溆H油基為純直鏈的。LAS的親油基也是直鏈的,但它不是純直鏈的。以油脂衍生的表面活性劑其親油基全是直鏈的,生物降解性比石油產(chǎn)品為原料合成的好。在洗衣粉中用MES(脂肪酸甲酯磺酸鹽)部分或全部取代LAS生物降解性將會(huì)更好,在手洗餐具洗滌劑中,用油脂衍生物的無毒無刺激的脂肪酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸酯(OMSS)部分或全部代替LAS,不僅生物降解性好,而且性質(zhì)更溫和。
肥皂在我國已有百余年的歷史,通過實(shí)踐證明是安全的。在手洗餐具洗滌劑中,配入一部份脂肪酸鈉,用滴洗的方法洗滌餐具不僅無毒,而且生物降解性好。液體皂在使用方法上類似肥皂,也有較好的去污力,且價(jià)格低廉。因此,洗滌劑的發(fā)展要把資源、安全性、對環(huán)境的影響放在第一位,其次才是洗滌劑的功能,兩者決不可顛倒。
從資源、耗能、安全性、對大氣和水質(zhì)的影響等方面來考慮,油脂衍生的表面活性劑將會(huì)有新的發(fā)展。油脂基表面活性劑并不簡單地等同于脂肪酸鈉,而是利用脂肪酸的親油基再接上不同的親水基,成為適合不同應(yīng)用功能的表面活性劑。 (全文完)