6.3 水体中合成洗涤剂污染物
由于合成洗涤剂的普遍使用,所以经常引起部分水质污染,同时可能影响到饮用水和环境生物。
家庭用洗涤剂的常用配方如表6-12所示。按用途的不同,可分为“轻洗涤剂”与“重洗涤剂”,其配合成分有所不同。轻洗涤剂用于厨房及各种合成纤维的洗涤。重洗涤剂常配以多量的缩聚磷酸盐,以提高其洗涤能力。
表6-12 家用粉状合成洗涤剂配方
组分 |
轻洗涤剂(%) |
重洗涤剂(%) |
组分 |
轻洗涤剂(%) |
重洗涤剂(%) |
表面活性剂 |
20~30 |
17~35 |
荧光增白剂 |
0~0.5 |
0.5~1.0 |
Na4P2O7 |
0~10 |
0~30 |
羧甲基纤维素 |
1.0~4.0 | |
Na5P3O10 |
0~10 |
25~50 |
芒硝 |
余量 |
余量 |
泡沫稳定剂 |
1~5 |
0~3 |
从上列配方可见,合成洗涤剂引起水体污染的化学物质主要是表面活性剂和缩聚磷酸盐。后者在水体中经藻类等微生物催化后,很容易水解而转化为正磷酸盐,成为能引起水体富营养化的污染物。
用于配制合成洗涤剂的表面活性剂主要是阴离子型烷基苯磺酸钠,按分子中烷基是带支链的或是直链的,这类表面活性剂又可分为ABS(烷基苯磺酸钠)和LAS(直链烷基苯磺酸钠)两类。它们分别有多种异构体和链长有差别的多种化合物,下列结构式只是其中之一。
这类表面活性剂的生产始于1940年,由其组成的洗涤剂具有很强发泡和洗涤的能力(即使浓度低至1mg/L的合成洗涤剂溶液也能发泡)。过多发泡而且所产生的大量泡沫长久积蓄在下水道、河流、湖泊等处是这类合成洗涤剂引起环境水体污染的一个方面,由此会滋生有害细菌及阻碍氧气由大气向水体传输。合成洗涤剂配方中含有较多磷酸盐组分,具有很强的络合钙、镁离子的能力,所以免除了使用过程中会产生大量的盐泥之弊,但磷酸盐组分排入水体后会引起富营养化的问题,这是这类合成洗涤剂引起环境水体污染的另一个方面。
早先,合成洗涤剂中配用的是生物不易降解的ABS,使发泡问题十分严重,后来将容易发生生物降解的直链烷基缩合在苯环上,改良成为直链烷基苯磺酸钠(LAS)。这种组分进入水体后,在有氧状态下,可经生物降解使支链碳数降到5~6,发泡性即告消失,于是人们认为发泡污染问题已经解决。对于合成洗涤剂中助剂三聚磷酸盐引起的污染问题的解决,则采用代用品氮三乙酸、丁二酸、硅酸盐等以减少或完全不用磷酸盐,或在下水处理工厂进行充分脱磷后再排放到水体。不过最近人们发现,随着世界上许多地区人口向城市急剧集中和工业化程度的提高,生活污水、人畜的排泄物、工厂排放的废水及土壤肥料等所引起的磷污染远比合成洗涤剂中磷的作用大。