含盐废水对水生态环境的影响分析
2023-11-10朱绍雄
朱绍雄
(广东广深环保科技股份有限公司,广州 510663)
在无机化学领域,氯化物指的是带负电的氯离子和带正电的其他元素阳离子结合而形成的盐类化合物。本文所称的氯化物指以NaCl 为主的易溶于水的化合物。氯元素以氯化钠的形式在人体中广泛存在,一般成年人体内NaCl 含量为75~80 g,以氯离子的形式广泛存在于组织与体液中,它是细胞外液数量最多的阴离子,对于调节人体的水分、渗透压与酸碱平衡起到重要作用,是人体必需的一种物质。盐通常不被认为是污染物,但盐过量可对水生生物群产生不利影响。除含盐废水排放外,盐度的增加在很大程度上被认为是一种自然现象,其不适合进行污染控制。盐被认为是生命的必需品,一些重金属(铜、锌等)也是如此,当其浓度超过耐受水平时就会产生毒性作用,盐在低浓度下的小幅度增加可带来有益影响,但当浓度进一步增加时,就会产生非致命的有害影响,在更高的浓度下,特定的植物或动物会死亡。因此,本文结合氯化物排放标准,分析氯化物排放对河流生态系统的影响,以有效控制含盐废水排放,改善水生态环境。
1 氯化物排放标准
关于氯化物对生态环境的影响,国内外相关研究较少。根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)[1],氯化物仅作为一项感官指标(味觉)。61 mg/L 是蒸馏水中NaCl 浓度判定的适中水平,NaCl浓度为395 mg/L 时,咸味可辨,其变化范围一般在120~1 215 mg/L。试验表明,灌溉水中Cl-含量介于142~355 mg/L 时将出现危害,大于355 mg/L 时会给农业带来严重问题[2]。非工业领域,各国水中氯化物的浓度标准限值如表1所示。根据联合国粮食及农业组织规定,农业灌溉水的氯化物浓度限值为142 mg/L。
表1 各国水中氯化物浓度标准限值
《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)规定69 种水污染物排放的浓度限值,但其中不包括氯化物。目前,我国仅有部分行业和部分地区制定工业水污染物的氯化物排放标准,各行业现行的氯化物排放浓度限值如表2所示。
表2 各行业现行氯化物排放浓度限值
制定行业排放标准限值时,各行业排放限值不同的主要原因为氯离子的来源和含氯废水治理的难易程度不同。现行的地方氯化物排放标准主要有辽宁省《污水综合排放标准》(DB21/T 1627—2008)[3]、北京市《水污染物综合排放标准》(DB 11/307—2013)[4]、《贵州省环境污染物排放标准》(DB 52/864—2022)[5]、河南省《盐业、碱业氯化物排放标准》(DB 41/279—2011)[6]、《湖北省府河流域氯化物排放标准》(DB 42/168—1999)[7]、《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB 51/2311—2016)[8]。6 项地方标准是根据区域内不同水系类别、不同水功能区划或不同行业性质制定的不同排放标准,其中,辽宁省、北京市、贵州省和四川省是综合排放标准,湖北省为针对流域的氯化物排放标准,河南省为针对行业的氯化物排放标准。各标准中,氯化物排放的浓度限值如表3所示[9]。
表3 地方标准中氯化物排放的浓度限值
2 氯化物排放对河流生态系统的影响
2.1 对微生物的影响
水生环境盐分含量的变化产生渗透胁迫,淡水中细菌通过增加细胞内无机盐含量或增加细胞内有机化合物的含量来适应,耐盐的海洋细菌则通过产生不受盐分影响的酶来适应。研究表明,淡水细菌可以适应低水平盐度的增加。MOORE 等[10]发现,氯化钠浓度高达5 800 mg/L 的环境对3 种淡水蓝藻的生长方式、生长速度、产氧和固氮酶活性没有长期影响,淡水蓝藻具有快速适应的能力。
2.2 对河岸植被的影响
非盐生植物是指一般在无盐条件下生长最好的物种,构成河流和河岸植物群中的大多数,是最容易受到土壤盐渍化影响的群体。GREENWAY 等[11]研究表明,大多数非盐生植物通过增加离子吸收来应对较高的外部盐浓度,解决渗透调节问题,但长期吸收氯化钠可能会达到有毒水平。而相对较耐盐的非盐生植物通过产生有机化合物来增加内部渗透压,但这些化合物的产生将植物的代谢转移到维持呼吸作用,导致生长减少,因此,非盐生植物必须在氯化钠的吸收和转运、有机溶质的合成和能量的分配之间保持良好的平衡,以维持其代谢,其对盐敏感的主要原因是它们无法同步分配单个叶细胞内的离子和大量转运到叶片的离子。FIRMIN[12]为科威特林业试验编制桉树耐盐性的排名,桉树的临时耐盐性浓度约为12 000 mg/L,细叶桉的临时耐盐性浓度约为1 200 mg/L。
2.3 对鱼类的影响
淡水鱼的体液离子浓度通常保持在0~10 000 mg/L,幼鱼受到渗透胁迫时,它们没有成年鱼的渗透调节能力,与成年鱼相比,幼鱼的表面积与体积比更大,皮肤和肾脏未发育,孵化时可能没有鳃丝,肠道可能关闭,因此,与成年鱼或鱼卵相比,鱼苗一般对盐度变化的耐受性较差。即使在一些耐盐物种中,随着盐度的逐渐增加,幼鱼也会受到亚致死影响(如心率降低)。当然,只有在盐度大于10 000 mg/L 时,这种效应才明显。
3 结语
盐通常不被认为是污染物,但盐过量可对水生生物群产生不利影响。根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),氯化物仅作为一项感官指标。《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)规定69 种水污染物排放的浓度限值,但其中不包括氯化物。目前,我国仅有部分行业和部分地区制定工业水污染物的氯化物排放标准。制定行业排放标准限值时,各行业排放限值不同的主要原因为氯离子的来源和含氯废水治理的难易程度不同。含盐废水的排放可能影响水生态环境。研究发现,就微生物群落而言,盐度的微小变化可能对淡水生态系统的重要微生物过程没有有害影响,细菌群落可能适应盐浓度的微小变化。许多河岸植物对盐敏感,当盐度超过2 000 mg/L 时,往往会产生明显的不良影响,亚致死效应值可能低于这个值,在同一物种的种群之间,盐敏感性可能存在较大差异。淡水鱼的体液离子浓度通常保持在0~10 000 mg/L,幼鱼比成年鱼和鱼卵更敏感。