太湖流域洗涤剂禁磷政策评估研究

2022-12-17尤本胜张艳红操庆朱冰清刘伟京

环境与发展 2022年4期

尤本胜，张艳红，操庆，朱冰清，刘伟京

（江苏省环境科学研究院，江苏省环境工程重点实验室，江苏南京 210036）

前言

太湖流域是我国经济最发达、人口最密集、城市化程度最高的地区之一，流域排放的氮磷污染负荷已经导致太湖富营养化严重，蓝藻水华暴发，水生态系统严重退化[1]。江苏省政府于1998年颁布了在太湖流域地区禁用含磷洗涤剂的正式文件，决定“从1999年1月1日起，在太湖流域1、2级保护区内，禁止销售和使用含磷洗涤剂；3级保护区内，控制销售和使用含磷洗涤剂”[2]。近20年来，洗涤剂禁磷政策的实行，为太湖流域的水质改善提供了有力支撑，进一步梳理该政策的实施效果，评估无磷洗涤剂对水污染影响，是太湖总磷精细化治理的现实需求[3]。本研究将对江苏地区太湖流域在售的洗涤剂进行调研，测试其含磷量，并评估太湖上游地区洗涤剂的总磷入湖负荷量及其对太湖水质的影响。

1 实验方案

本次调查针对苏州、无锡、常州、镇江超市、小卖部在售洗涤剂以及洗衣店所用的洗涤剂进行调研，并测定其含磷量。

洗衣粉测定方法：试样称取1.000 g试样于150 mL容量瓶中，加少量超纯水混匀后定容至刻度。将溶液通过干燥的慢速定性滤纸过滤，用干烧杯收集滤液，弃去前溶液10 mL，然后收集约50 mL 滤液。用钼磷蓝分光光度法测定总磷含量，并折算成P2O5质量分数[4]。

洗衣液和洗洁精测定方法：准确称取1.000 g 的样品，加入10 mL 高氯酸消解。再加10 mL过氧化氢加热至蒸干。反复处理直到样品完全呈白色固态，用去离子水溶解后，定容至250 mL。同上，用钼磷蓝分光光度法测定总磷含量，并折算成P2O5质量分数。

2 结果与讨论

2.1 太湖流域洗涤剂含磷情况

洗衣粉/皂粉的测试结果如图1和表1所示，所调查的洗衣粉/皂粉均符合国家标准《GBT 13171.2-2009》无磷洗涤用品P2O5质量分数不得大于1.1%的规定[5]。调查的29 种洗衣粉中有14种含磷量低于检测限，家用洗衣粉中含磷量最高为0.130%，平均磷含量0.026%；5 种洗衣店专用的散装洗衣粉均有磷检出，含磷量最高为0.250%，平均磷含量0.117%。

图1 家用洗衣粉含磷量范围统计

表1 洗衣粉含磷量（%，折算成P2O5）

家用洗衣液测试统计结果如图2所示，所调查的洗衣液均符合国家标准《GBT 13171.2-2009》无磷洗涤用品P2O5质量分数不得大于1.1%的规定。调查的20种洗衣液中有13种含磷量低于检测限，含磷量最高为0.081%，平均磷含量0.013%。

图2 家用洗衣液含磷量范围统计

家用洗洁精和饭店/酒店专用洗洁精测试结果如表3所示，所调查的洗衣液均符合国家标准《GBT 13171.2-2009》无磷洗涤用品P2O5质量分数不得大于1.1%的规定。调查的13种洗洁精中有7 种含磷量低于检测限，家用洗洁精含磷量最高为0.034%，平均磷含量0.011%；5种饭店/酒店厨具专用洗洁精中有3种检出含磷，含磷量最高为0.119%，平均磷含量0.051%。

表2 饭店/酒店厨具洗洁精含磷量（%，折算成P2O5）

表3 太湖流域禁磷与否对磷排放量的影响

2.2 太湖上游地区洗涤剂排磷量估算

经现场抽样调查，江苏省太湖流域目前市售洗涤剂均达到“无磷型”要求（P2O5≤1.1%），磷含量平均为0.011%。根据相关文献资料，太湖流域人均洗衣粉用量城镇地区为3.94 kg/人/a，农村地区为4.30 kg/人/a[6]。江苏省太湖流域上游地区常州和无锡2019年城镇人口为855.21万人，农村人口为277.54万人[7]。因此，可估算当前常州和无锡来自洗衣粉贡献的磷含量为5.0t/a。洗涤剂禁磷政策实施前，洗衣粉中含磷量约为5.33%[8]，估算相应常州和无锡洗涤剂磷的产生量为2432.1t/a。洗涤剂禁磷政策的实施可使常州和无锡地区每年洗涤剂产生的磷排放减少约2427t，洗涤剂磷排放削减率为99.8%。

2.3 太湖上游地区洗涤剂禁磷对水质影响

根据前述太湖上游地区洗衣粉含磷量、人均洗衣粉用量和上游及沿岸地区人口数量，按城市居民洗衣粉排磷量全部进入水体、农村住户洗衣粉排磷量的50%进入水体计算，禁磷前太湖上游地区洗衣粉排磷进入水体的量为2114.05 t/a，禁磷后为4.35 t/a。洗涤剂禁磷政策实施可使常州和无锡地区每年洗涤剂入河量减少约2110t。

以2018年为例，太湖总磷入河量为7725 t，上游地区洗涤剂禁磷减少的磷占总磷入河量的27.3%。禁磷后，洗衣粉磷入河量仅占总磷入河总量的0.056%。2018年湖西区总入湖水量为77.97 亿m³，禁磷前，洗衣粉磷入河后，水体磷浓度为0.027 mg/L；禁磷后，洗衣粉磷入河后，水体磷浓度为0.00056 mg/L，禁磷可以使河流磷浓度下降约0.0264 mg/L。在太湖多年平均水位2.99m 时，蓄水库容为44.23 亿m³，按入河总磷50%进入太湖估算，禁磷每年削减的总磷入湖量为1055t，可使得湖体总磷浓度下降0.024 mg/L。

此外，尽管调查的市售、使用的洗涤剂全部达到了无磷标准，洗涤剂禁磷政策为水环境质量提升提供了有力的支撑。但目前不少洗衣房、洗车店的洗涤废水都是直接排放到雨水管道，城市阳台洗衣水混排雨水管，农村地区的甚至直接排放到周边沟渠。按照洗衣机每次清洗洗涤剂用量为10 g计算，洗涤剂总磷含量按照1.1%计，洗涤用水量为10 L/次，洗涤次数为3次，洗衣机排水口总磷浓度可达1.6 mg/L，超过《地表水环境质量标准》（GB3838-83）河流、湖库标准；洗涤剂总磷含量按照本次调研平均质量分数0.013%计，洗衣机排水口总磷浓度为0.019 mg/L。

3 结论与建议

3.1 结论

（1）目前太湖流域在售的洗涤剂基本上都含有一定的磷酸盐，根据国家标准《GBT 13171.2-2009》无磷洗涤用品P2O5质量分数不得大于1.1%的规定，江苏省太湖流域市售洗涤剂中未发现超标样品。

（2）不实施禁磷政策的情况下，太湖上游地区洗衣粉排磷进入水体的量为2114.05 t/a，实施禁磷政策后为4.35 t/a。洗涤剂禁磷政策实施可使常州和无锡地区每年洗涤剂入河量减少约2110t。以2018年为例，禁磷政策可以使入湖河流磷浓度下降0.0264 mg/L，可使得湖体总磷浓度下降0.024 mg/L。