含磷洗衣粉對(duì)水體的污染的綜述

1、 含磷洗衣粉對(duì)水體的污染的綜述姓名：XXX（XXXXX大學(xué) ） 摘要：本文主要闡述了水體富營養(yǎng)化的概念，以及國內(nèi)、外由于水體富營養(yǎng)化(如赤潮、水華等)的影響而造成的經(jīng)濟(jì)損失，從而提出了為什么要實(shí)施禁磷即禁磷的原因和傳統(tǒng)的合成洗衣粉中加磷的作用與磷進(jìn)入水體后，是如何引起水體富營養(yǎng)化的。文中還介紹了判斷水體富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)，以及當(dāng)今世界國內(nèi)、外禁磷現(xiàn)況。關(guān)鍵詞：磷；水體富營養(yǎng)化；禁磷 近年來，各個(gè)地區(qū)為了防止水體富營養(yǎng)化，都相繼實(shí)施禁磷措施。本文就水體富營養(yǎng)化，禁磷原因以及傳統(tǒng)的合成洗衣粉加磷的作用和磷是怎樣引起水體富營養(yǎng)化的，國內(nèi)、外禁磷現(xiàn)況作一綜述。1水體富營養(yǎng)化和禁磷原因1.1水體富營養(yǎng)化 水

2、體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，浮游藻類大量繁殖，形成水華。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮1。1.2禁磷原因 世界上許多海洋國家都不同程度地遭受過赤潮的危害。如日本瀨戶內(nèi)海在1976年發(fā)生赤潮326次2。19671991年間，這一海域共發(fā)生4448次赤潮，造成漁業(yè)生產(chǎn)危害大421次，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千億日元。目前，水

3、體的富營養(yǎng)化已經(jīng)成為我國一個(gè)較為突出的環(huán)境問題。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，1989年8月至10月，渤海沿岸發(fā)生一次大面積赤潮，致使1989年渤海海域天然對(duì)蝦的捕撈量比1988年同期減少5l，僅此一項(xiàng)，經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)2400萬元3；1990年沿海共記錄到34次赤潮；1998年3月中旬爆發(fā)的赤潮，造成深圳市、珠江海市、惠東縣等地海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖死魚3000多噸，直接經(jīng)濟(jì)損失超過4000萬人民幣；1998年下半年發(fā)生在渤海灣的赤潮，為我國有史以來面積最大，持續(xù)時(shí)間最長，損失最嚴(yán)重的一次赤潮，給沿海水產(chǎn)業(yè)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為5億多元4。許多大型湖泊，如巢湖、太湖、鄱陽湖、滇池等，都已經(jīng)處于富營養(yǎng)或重營養(yǎng)狀態(tài)，而且一些

4、河流在部分河段也出現(xiàn)了富營養(yǎng)化現(xiàn)象5，如黃浦江流域，珠江廣州河段等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國主要湖?自處于因氮、磷污染而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的占統(tǒng)計(jì)湖泊的56。藻類是富營養(yǎng)化的主體，它的生長速度直接影響水質(zhì)的狀態(tài)。在合適的光照、溫度、PH值和充分具備營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，藻類光合作用的總反應(yīng)式為6：106CO2+16N03一+HP042一+122H20+18H+ 能量+微量元素一C106H263O110N16P(藻類原生質(zhì))+138O2 根據(jù)Leibig最小定理7，植物的生長取決于外界供給它們的養(yǎng)分中最少的一種。從藻類原生質(zhì)C106H263O110N16P可以看出，生產(chǎn)1kg藻類，需要消耗碳358g，氧496g，氮6

5、3g，磷9g，磷是最小限制因素，因而就是導(dǎo)致富營養(yǎng)化的決定因素，即1g磷就可使藻類生長約100只。我國目前合成洗滌劑的年銷售量為300萬噸左右，如果按平均15的含磷量計(jì)算，那么通過洗滌廢水就有大約45萬噸磷被排放到地面水中，已大大超過了水體自身降解N、P的能力。據(jù)有關(guān)人員研究發(fā)現(xiàn)：太湖宜溧河流域內(nèi)總磷發(fā)生量為354098ta，進(jìn)入太湖的總磷量為15743ta，流域內(nèi)總磷的入湖率為445。流域內(nèi)洗衣粉排磷發(fā)生量為33620ta，洗衣粉排磷入湖量為277 1ta，洗衣粉排磷量占入湖總量的比例為1760。因此，洗衣粉“禁磷”措施在全太湖流域的實(shí)施，可削減為176的總?cè)牒琢?，這對(duì)減輕太湖富營養(yǎng)化狀況

6、，緩解藻花的暴發(fā)，改善太湖水環(huán)境起到一定的作用。2 傳統(tǒng)洗衣粉中加磷的作用以及其進(jìn)入水體后如何影響水域環(huán)境2.1傳統(tǒng)洗衣粉中加磷的作用傳統(tǒng)的合成洗衣粉中的磷主要以三聚磷酸鈉(Na5P3O10，Sodium ripolysphate，STPP)的形式存在，它是家用洗滌劑中用量最大的組分，其含量在15一30之間，具有許多優(yōu)點(diǎn)，其增強(qiáng)去污力的作用可從4個(gè)方面來說明：(1) 將硬水中Ca2+、Mg2+離子螯合起來，將硬水變?yōu)檐浰?2) 對(duì)微細(xì)的無機(jī)粒子或油脂微滴具有分散、乳化、膠溶作用，防止污垢再沉積到衣物上，從而提高洗衣粉的去污力；(3) 維持水溶液為弱堿性(PH值為97)，有助于增強(qiáng)洗衣粉的洗滌

7、效能；(4) STPP可使表面活性的臨界膠束濃度降低，使洗滌劑溶液的表面張力下降。綜合作用結(jié)果表現(xiàn)出表面活性劑的增效作用。此外，STPP還能保持洗滌劑呈干爽狀，有防止因吸水而發(fā)生結(jié)塊的作用8。2.2磷是如何引起水體富營養(yǎng)化的2.2.1判斷富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)湖泊的富營養(yǎng)化程度與湖泊中的N,P 含量有密切關(guān)系。但兩者并不呈直線關(guān)系。國際上一般認(rèn)為總磷質(zhì)量濃度為20mgm3，總氮質(zhì)量濃度為200mgm3，是湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)生濃度。近年來，有人認(rèn)為，富營養(yǎng)化問題的關(guān)鍵不是水中營養(yǎng)物的濃度，而是連續(xù)不斷流入水體中的營養(yǎng)物的負(fù)荷量9。因此不能過量地依賴水中營養(yǎng)鹽濃度來判斷水體富營養(yǎng)化，而應(yīng)該是營養(yǎng)物的極限負(fù)荷

8、量。極限負(fù)荷量有兩種表示方法：單位體積負(fù)荷(克(米2年)與單位面積負(fù)荷量(克(米2年)?，F(xiàn)一般多采用后一種表示方法。湖泊的P負(fù)荷量按照平衡原理來計(jì)算。在某一時(shí)期內(nèi)，以不同來源輸入湖的P總量減去多種途徑從湖泊中支出的P的總量，就等于湖泊內(nèi)P的積累量。據(jù)研究，當(dāng)進(jìn)入水體的P大部分以生物代謝的方式流人時(shí)，則貧營養(yǎng)湖與富營養(yǎng)湖之間的臨界負(fù)荷量，總磷為0.2-0.5克(米2年)。2.2.2磷引起水體富營養(yǎng)化的過程 STTP進(jìn)入湖泊后，其中一部分轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽，如PO43-、HPO42-、H2PO4-，其中大部分與懸浮顆粒結(jié)合存在，可作為營養(yǎng)物質(zhì)被藻類吸收，但這些鹽溶解度小，在水中的濃度也較低。另一部分則

9、仍以聚合物的形式存在于水體中，如P2O74-、P3O105-、HP3O92-、CaP2072-,也可為藻類吸收10。 P進(jìn)入湖泊后，便參加生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，構(gòu)成水生物個(gè)體和生物群落，并經(jīng)由自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物等所組成的營養(yǎng)級(jí)依次轉(zhuǎn)化遷移。然而總磷中有相當(dāng)一部分磷的形態(tài)是生物不能吸收利用的，這部分磷對(duì)水質(zhì)沒有什么直接影響。水體中生物可利用磷代表可被藻類吸收生長所潛在利用的磷，包括溶解態(tài)磷和顆粒態(tài)生物可利用磷兩部分。溶解態(tài)磷是指能通過0.45m濾膜的無機(jī)磷酸鹽，是生物可直接利用的磷形態(tài)，稱為溶解態(tài)反應(yīng)磷。據(jù)有關(guān)人員對(duì)我國三個(gè)湖泊(玄武湖、太湖、五里湖)中的藻類對(duì)磷吸收快慢的研究表明：溶解反應(yīng)磷的利

10、用效率都是在一天以內(nèi)達(dá)到最大值，其次是總?cè)芙饬?，僅稍慢于溶解反應(yīng)磷達(dá)到最大利用率，表明湖水中溶解的磷形態(tài)尤其是正磷酸鹽類是最先被藻類利用的。但是水體中可溶性P很有限，它們很容易與Ca2+、Fe2+、A13+等生成難溶性沉淀物，沉積于底部，作為受納水體藻類及其它水生植物生長的長期磷源。聚積于底泥中的P的存在形式和數(shù)量，決定于水中的P與底泥中的磷的交換情況。水中的P經(jīng)無機(jī)P生物吸收和有機(jī)P沉淀而除去。沉淀物中顆粒態(tài)P通過懸浮作用與湍流擴(kuò)散作用而釋放到上層水中。就可溶性P而言，當(dāng)沉積物空隙水中溶解的無機(jī)磷的濃度超過上覆水中P的濃度時(shí)，溶解性無機(jī)P才能被釋放至表層水中。湖泊中P的循環(huán)大體可以看作是一個(gè)

11、動(dòng)態(tài)的穩(wěn)態(tài)體系11。在湖泊底質(zhì)中的P起著營養(yǎng)庫的作用。底質(zhì)P的釋放是上層水中可溶性P的主要來源之一，它的釋放速度受諸多因素的影響。武漢東湖底泥釋磷狀況的探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明12，環(huán)境因素(如溫度、PH值、溶解氧、攪動(dòng)等)和底泥磷形態(tài)都能影響底泥磷的釋放：升高水溫和攪動(dòng)上覆水均能加速磷釋放；上覆水中性時(shí)(PH=74)，底泥釋磷量最低；在較高或較低PH值時(shí)，底泥釋磷量倍增；厭氧條件下底泥釋磷量是好氧條件下的30倍。底泥中不同形態(tài)的磷與底泥磷釋放量有不同程度的相關(guān)性，其中可溶性磷和鐵磷對(duì)底泥釋磷貢獻(xiàn)尤為重要3. 國、內(nèi)外禁磷現(xiàn)況除美國、西班牙和法國還生產(chǎn)低磷洗滌劑外，其它歐洲國家?guī)缀跞繉?shí)現(xiàn)了洗滌劑無

12、磷化。日本在1988年，無磷洗衣粉的產(chǎn)量就以占到總量的97，成為目前洗滌劑行業(yè)中無磷化程度最高的國家之一。我國江、河、湖、海水體P的數(shù)量，大大超出了我國環(huán)境保護(hù)法所規(guī)定的磷含量0.1mgL的標(biāo)準(zhǔn)，有的地區(qū)竟達(dá)到50mgL，城市生活水中磷70來自洗滌劑13。為此自1998年以來，太湖、滇池和巢湖等湖?自水系及深圳、大連和杭州等城市，以地方法規(guī)或有關(guān)部門公告的方式宣布禁止使用，銷售洗滌劑。2000年3月1日起，山東實(shí)施全省禁磷，遼寧也于2000年7月1日就開始了全省禁磷。 當(dāng)然，洗衣粉禁磷只是控制富營養(yǎng)化的措施之一。在禁磷的同時(shí)，我們還必須采用城市生活污水處理。農(nóng)田和禽獸養(yǎng)殖污染的控制及湖內(nèi)生態(tài)恢復(fù)多種防治措施，效果才能更好。參考文獻(xiàn)：1劉程，張萬福，陳長明表面活性劑手冊化學(xué)工業(yè)出版社第二版，1995：71722陳靜生，洪松環(huán)境化學(xué)中國環(huán)境科學(xué)出版社，2001：1551623高錦章消費(fèi)者化學(xué)化學(xué)工業(yè)出版社，2002：2292344王大全精細(xì)化工辭典化學(xué)工業(yè)出版社，1998：5995李慧韞，張?zhí)靹偃沼没瘜W(xué)品科學(xué)，2002，25(5)：12176趙金香，王兆林，劉艷青環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，2003(1)：28297張智，林艷，梁健重慶環(huán)境科學(xué)，2002，24(3)：52538張運(yùn)