洗涤废水对湘江流域的生态影响分析

周言凤，杨 萍，伍惠玲，廖丽萍

（1.湖南有色金属职业技术学院，湖南 株洲412006；2.湖南化工研究院，湖南 长沙410007）

1 引言

洗涤废水，是指人们在日常生活中用来清洗污渍后的排水。为使洗涤效果更明显，污渍去除更轻松，人们在清洗过程中，通常会想办法加入洗涤剂，以方便污渍有效快速清除。随着洗涤工业的发展，洗涤废水对湘江流域的生态影响日趋严峻。

2 洗涤剂工业发展对环境的影响

古时候，就有记载人们用淘米水当“清洁液”洗发、洗面，用草木灰的水浸液洗涤衣裳冠带，用栏木灰＋贝壳灰的水溶液洗涤丝织品，用一种植物果实——皂角去污，用皂荚、猪胰、碳酸钠、熔融的猪脂等制成胰子（在化学组成上和今天的香皂极为相似，后慢慢发展为现在的香肥皂）来清洁。但从淘米水到胰子、香肥皂，所用清洁洗涤剂的原料都取自大自然，后期的香肥皂的制作，也只是简单的物理加工，基本不会影响生态环境［6］。

自二战后至今，由于科学技术的不断进步、石油化学工业的高速发展以及人们对洗涤用品的迫切需要，全世界洗涤用品生产得以迅猛发展。中国自改革开放以来，国内商品市场上洗涤用品琳琅满目，一举扭转历史上中国早期唯一使用的洗涤产品香肥皂这一局面，自1960年开始化学合成洗涤剂，合成洗涤剂从无到有高速发展，取得了突跃的进步［6］。然而，洗涤剂在迅猛发展并带来良好清洗效果的同时，随着洗涤污水的排放，不同的洗涤废水对生态环境的影响也各不相同，洗涤废水污染问题日益严峻。

比如：湘江母亲河——湖南儿女的生命之源，哺育儿女们一代一代繁衍生息。然而如今，随着生产科技日益发展，享有“有色金属之乡”的湘江流域引入了工业、农业以及生活废水的排放，母亲河昔日清澈见底、鱼虾成群的情景已日渐远去，取而代之的是工业、农业以及生活污染源多重污染的局面。其中，湘江流域的工业污染源已引起了政府高度重视，而生活污染源中洗涤废水的污染，国内对这方面的研究并不多，相对工业污染源来说，对洗涤废水污染的研究重视度还不够。而在西方发达国家，家庭废水污染河川的程度远高于工业废水，其中化学清洁剂占了很大的比例。尤其中国人口众多且城市居住密度大，洗涤废水污染问题相对更为严峻，随着人民生活方式的改变，品种繁多、数量巨大的化学清洁剂被广泛分散使用，而且大多直接分散排放，对人类安全健康和环境的影响日益突显。

3 洗涤废水污染源分析

洗涤废水的主要污染源为洗涤剂。不同洗涤废水对环境的污染危害程度，主要取决于洗涤剂的成分及含量。家庭常用洗涤剂，以洗脱污垢、保持清洁为清洗目的，一般由活性成分、助洗成分、缓冲成分、增效成分、辅助成分等组成［7］。各成分共同作用去除污垢，提高洗涤剂的洁净性能。本实验选取市面上销量较大的洗涤剂：洗衣粉、洗衣液，分析其组分及含量，得到各组分的含量范围如表1。

从表1洗衣粉、洗衣液各组分含量，可看出洗涤剂经清洗排入水体后，对湘江流域的影响如下。

（1）洗衣粉和洗衣液的活性成分基本为难降解有机物，并且总占比达20%左右，而这些难降解的表面活性剂在生产、使用时，会通过各种途径进入水体，造成水质污染，其泡沫覆盖水面，减少水中溶解氧，对水生生物尤其是鱼类，有严重的危害。比如：会破坏鱼的味蕾组织，使其味觉迟钝，丧失觅食与避开毒物的能力。难降解有机物质在环境中持久而不易分解，通过水生生物富集，经食物链进入人体，逐步浓缩迁移而造成危害，对环境与生态造成较大影响。

（2）洗衣粉的助洗成分含有4A沸石，并占有一定的份量，达8%～15%。4A沸石虽无毒、无臭，但因其占比量大，随着洗涤剂日积月累的使用，4A沸石的沉积有导致排水系统堵塞的可能。

（3）洗衣粉和洗衣液的增效成分中，都含有一定量的荧光增白剂，而荧光增白剂有致癌作用，排入湘江流域的荧光增白剂，通过食物链富集迁移，对人体健康危害较大。

（4）洗衣液的辅助成分中含有一定量的防腐剂，防腐剂危害性相当大，比如：尼泊金酯类、甲醛类有刺激性及致癌性，醇类防腐剂有刺激性。

（5）洗衣粉和洗衣液都含有少量的香精，而其大多为人工合成香料，对婴儿的神经系统和造血系统会产生一定的伤害。

以上分析可见，洗涤废水分散直接排入周边流域，其中的难降解有机物、4A沸石、荧光增白剂、防腐剂、香精等污染源并未经过降解，而是直接随着生活废水流入了母亲河。洗涤废水日渐浸蚀着母亲河清洁的身躯，并间接危害母亲河哺育的儿女们。

表1 洗涤剂各组分含量

4 洗涤废水COD排污量分析

洗涤废水排入水体后，消耗溶解氧，并对水生生物有轻微毒性，能造成鱼类畸型。其中，化学需氧量COD能反映水体受到还原性物质的污染程度。洗涤废水中的难降解有机物，是影响环境的重要污染因子，测定难降解有机物等还原性物质氧化分解消耗的氧量，可作为评价洗涤废水对水体综合性污染的重要指标。

4.1 洗涤废水COD测定实验

本实验选取了不同品牌的普通洗衣粉、浓缩洗衣粉、洗衣液，随机抽取一定数量的洗涤剂样品，分别配制成浓度为1.0g/L的洗涤剂水溶液。在1.0g/L各洗涤剂水样溶液中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在浓硫酸介质下以银盐作催化剂，经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。根据GB11914－89水质化学需氧量的测定方法，来测定各类洗涤剂样品的COD含量。测定结果如表2。

表2 各类洗涤剂COD含量

表3 GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》

从表2、表3可见，1.0g/L洗涤废水排放的COD含量，相对于GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中COD排放限值来说，普通洗衣粉超过了一级A标准的12倍，浓缩洗衣粉超过了一级A标准的6倍，洗衣液超过了一级A标准的16倍。相比而言，浓缩洗衣粉的排放量最低。因此，正确引导消费者合理选择洗涤剂种类，政策导向企业研发高效低排放的洗涤产品，对于减少排放，保护生态环境，有着直接重要的意义［8］。

4.2 洗涤废水COD年排放量估算

据统计，中国人均洗涤剂年用量为8kg（含不同品牌的洗衣粉、洗衣液、洗洁精等）。按一个三口之家计算，每年用清洁洗涤剂24kg，每月用2kg，以每包0.6～0.7kg计，约每月3包，每人每月1包。1个1 000万人口的城市，每月有1 000万包化学成分复杂的清洁洗涤用品随着人们日常清洗的废水排出。根据表2我们选用的洗衣粉、洗衣液排放COD浓度，计算各洗涤剂的COD排放量，可得：

（1）如以普通洗衣粉计，平均每1kg洗涤剂贡献0.61kg COD，1个1000万人口的城市，洗涤剂排放COD量每年约4.9万t；

（2）如以浓缩洗衣粉计，平均每1kg洗涤剂贡献0.31kg COD，1个1000万人口的城市，洗涤剂排放COD量每年约2.5万t；

（3）如以洗衣液计，平均每1kg洗涤剂贡献0.81 kg COD，1个1000万人口的城市，洗涤剂排放COD量每年约6.5万t。

比较可见：如以浓缩洗衣粉作为清洁洗涤剂，对于1个1000万人口的城市1年的COD排放量，与使用普通洗衣粉相比，约为普通洗衣粉排放量的1/2；与使用洗衣液相比，约为使用洗衣液排放量的1/3。因此，正确引导居民选择低排放的清洁洗涤用品，并引导企业生产高效环保的洗涤剂，对于降低排放，保护湘江流域生态环境意义重大。

4.3 各洗涤剂的排放浓度限值

根据GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》，当污水排放引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，应执行一级标准的A标准，见表3。结合表2中1.0g/L各洗涤剂的COD排放量，可见，在居民直接分散的排放方式下，要想达到一级标准的A标准排放要求，最直接的办法就是稀释洗涤废水的排放浓度，经计算，各类洗涤剂稀释达到以下浓度时（表4），排放方可达到各级排放标准。

表4 各洗涤剂的排放浓度限值

从表4可见，要减少COD的排放量，在不影响洗涤效果的情况下，应尽量减少洗涤剂的使用量及使用浓度。然而，实际使用过程中，能有效快速去污的洗涤剂使用浓度远远大于其排放浓度限值，甚至有些家庭以为洗涤剂的用量越多洗涤剂的浓度越高，洗涤效果越好。因此，正确引导居民合理投入洗涤剂用量，并合理处理洗涤废水的排放，对于保护生态环境，保护湘江流域至关重要。

5 结语

随着洗涤剂工业的迅猛发展以及中国城镇化的加快，洗涤废水化学成分复杂，数量巨大，且基本随着人们的日常生活分散直接排入江河，严重影响周边流域的生态环境。本文通过对常用洗涤剂（洗衣粉、洗衣液）的洗涤废水进行污染源定性定量分析、对洗涤废水的综合性污染指标COD排放量进行测定估算，结论如下。

（1）洗涤废水污染源中占比达20%左右的难降解有机物，不易分解而持久存于环境，直接影响生态系统和人类的安全健康。荧光增白剂、防腐剂、香精等虽含量不高，但其毒性如强刺激性、致癌性以及对下一代的安危影响不容忽视。

（2）不同种类洗涤剂的COD排放量不同。1.0g/L洗涤废水的COD排放量，超过城镇污水处理厂污染物排放标准中一级A标准的6～16倍；1个1000万人口城市的洗涤废水COD年排放量，为2.5～6.5万t。指导居民合理选择洗涤剂种类，慢慢政策引导企业研发高效低排的洗涤产品，公益宣传居民有效利用洗涤剂，合理添加洗涤剂的用量，有意识地减少洗涤废水的排放，对于保护生态环境，保护湘江流域意义重大。

展望：洗涤废水对生态系统的影响，涉及到化学和生物学的交叉，研究还可从洗涤废水对某些动植物的生态影响来展开具体的实验。

［1］高职高专化学教材编写组.分析化学［M］.3版.北京：高等教育出版社，2008.

［2］魏培海，曹国庆.仪器分析［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［3］刘玉海，杨润苗.电化学分析仪器使用与维护［M］.北京：化学工业出版社，2011.

［4］水和废水监测分析方法委员会.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境科学出版社，2002.

［5］陈 玲，赵建夫.环境监测［M］.北京：化学工业出版社.2008.

［6］ad2385935.洗涤剂的发展 ［EB/OL］.2012－06－15.http：//wenku.baidu.com/view/b5f462cada38376baf1fae9e.html.

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

［8］周言凤.CODcr测定中微波密封消解快速法与标准法的比较［J］.中氮肥，2009（2）：59～61.