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无磷洗衣粉能有效遏制水体富营养化吗?

来源:《中国环境报》前沿 2004.8.3 发布时间:2004-08-30 阅读次数:

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   近年来,国内许多洗衣粉或洗涤剂生产厂家纷纷效仿国外,开始生产一种所谓无磷、环保洗衣粉。短短几年时间,无磷洗衣粉已经占领了洗涤用品市场的半壁江山,而且大有全面取代含磷洗衣粉之趋势。然而,洗衣粉禁磷后的实际功效果真是众望所归,能有效遏制水体富营养化吗?
  让我们先来看看国外一些率先实行洗衣粉禁磷国家的现状。瑞士、意大利、美国、日本等发达国家是率先(始于上世纪七八十年代)实行洗衣粉禁磷的国家,但是,到目前为止并没有调查结果显示这些国家湖泊等地面水体水质有了根本性的改变。这表明,这些国家的水体富营养化现象可能主要由其他来源(土壤侵蚀、动物粪便、地表径流、岩石侵蚀等)的营养物质以及一些特定物理因素(温度、阳光、流速等)所控制,仅仅实行洗衣粉禁磷对控制水体富营养化无异于杯水车薪。
  在我国太湖地区,从上世纪末开始,也采取了洗衣粉禁磷措施。禁磷后,仅仅是进入污水处理厂磷负荷有所降低(约减少了1/4),而禁磷措施本身对湖体水域磷浓度和富营养化程度改善作用并不明显。在我国滇池地区,1998年后实行了洗衣粉禁磷措施,而禁磷后的这些年也没有使滇池水体富营养化有明显好转的迹象。
  根据欧洲经验,洗衣粉中的磷含量仅仅占流入欧洲地表水体总磷负荷的11%,其余分别来自人体排泄物和有机生活废料(23%)、农业面源(49%)、工业排放(7%)和岩石侵蚀(10%)。就生活污水中的磷负荷而言,洗衣粉中所含的磷估计一般不超过生活污水总磷负荷的1/3。换言之,生活污水中超过2/3的磷负荷由人体排泄废物(主要为尿液)、食物废料或其他有机废料所致。由此可见,仅靠洗衣粉禁磷的确是难以控制水体富营养化的,对点源的控制最终不得不通过建设带有营养物去除功能的污水处理设施来达到目的。
  上述国内外经验表明,不仅洗衣粉禁磷对控制水体富营养化的作用不大,即便是通过污水处理达到对点源的全面控制,可能也不会让这一令人烦恼的现象立刻消失,这是因为地表水体中还有近2/3的磷负荷来自于非点源等源头。根据世界经济与发展组织提出的湖泊、水库营养化分类标准,年平均总磷84.4mgP/m3,总氮1875mgN/m3即可定义为水体富营养化。按照这个标准,水体中的磷含量只要在很低水平时便可构成水体富营养化发生的必要条件。其实,很多水体中即使在完全没有污水排入的情况下,单就非点源流入的磷负荷而言已足以导致富营养化现象。当然,这还要取决于其他营养成分(氮、硅酸盐等)与物理条件(温度、阳光、水流等)是否适合诱发富营养化。这便是欧美等国家洗衣粉禁磷多年后出现尴尬局面的原因所在。
  显然,仅仅是洗衣粉禁磷或实施污水除磷等点源控制措施并不能有效遏制水体富营养化现象,只有首先在完成对非点源磷控制的情况下洗衣粉禁磷方能显露出它的“英雄本色”,而且,这还需要有完善的污水处理设施作后盾。率先实行洗衣粉禁磷的欧美国家经过多年而未能如愿以偿的残酷事实,促使人们反思洗衣粉禁磷的必要性和紧迫性。事实上,即便是在欧盟国家内部,也并非是所有国家都开始实行洗衣粉禁磷。到目前为止,欧盟甚至还没有一个达成共识的洗衣粉禁磷的统一法令。在已实行禁磷的国家,一些是全面禁止,如,意大利和比利时;另一些是部分禁止,如,奥地利和德国;而还有些甚至没有明确的禁磷法令,完全靠自我约束来禁磷,如,荷兰和北欧诸国。而西腊、卢森堡、葡萄牙、西班牙等国仍然还未采取法令或自我约束等行动实行洗衣粉禁磷。在欧盟国家之外,瑞士、加拿大、美国的27个州实行禁磷;而日本只在一些敏感水域实行禁磷。
  实际上,对消费者来说,含磷洗衣粉洗涤效果最好,也是最经济、使用量最小的洗涤用品。如果不涉及到水体富营养化问题,洗衣粉中的磷既不存在对人体健康构成危害的问题,也不存在对环境产生毒害作用的情况,这在众多化学元素中是独一无二的。可以说,磷作为洗衣粉的重要成分在卫生、安全性等方面是绝对有保障的。事实上,磷在洗衣粉中的作用和用量要优于任何其他化学成分。如果使用非磷成分替代品,如,浮石、聚羟酸(PCAs)、柠檬酸、氮川三醋酸(NTA),首先是洗涤效果大打折扣,其次是用量极大(0.7gSTPP———三磷酸纳相当于0.9g浮石外加0.2gPCAs;表面活性物质用量将增加5~15%),况且替代品对环境的潜在影响目前尚不十分清楚。无磷洗衣粉对环境最直接的影响表现在产生较多悬浮物或污泥。瑞典斯德哥尔摩水务局最近对此作了一项评估,结果令人吃惊,无磷洗衣粉使污水中悬浮物的浓度上升10倍以上,导致污泥量成倍增加。瑞士自全面禁磷以来,每年大约增加了1.5万吨不可降解、难以回收的干污泥。如果法国全面使用无磷洗衣粉,磷的替代品每年将会在污水处理厂中产生13.5万吨(相当于4500万升湿污泥)这样的干污泥。污泥处理、处置目前已成为欧洲污水处理厂日常运行费用的大头,处理这种污泥的费用至少在150欧元/吨(干污泥)以上。
  有一点可以肯定,也是各国学者一直的共识,无论洗衣粉禁磷与否,污水处理设施一般都需要逐步建设。因此,对含磷、无磷洗衣粉所产生污水的处理费用比较将主要取决于污泥的产量、生物与化学除磷工艺的选择、毋须除磷污水处理厂所占比例等等。毫无疑问,无磷洗衣粉所产生的大量悬浮物将最终以污泥形式累积于污水处理厂中,使之成为不可回收、没有利用价值的废物。相反,从污水中除磷的经济与环境影响完全可以通过未来普遍会采用的磷回收(循环)加以平衡。这样一来,可以将含磷污泥转换为有回收价值的有用资源。正因如此,洗衣粉中的磷酸盐被誉为具有可持续性的洗衣粉成分。
  实际上,早在上个世纪90年代,欧盟便出台了污水脱氮除磷的纲领性文件:“市政污水处理协定(91/271)”。该文件硬性规定,凡是处理量超过1万当量人口(实际人口6,000~8,000)、排放到富营养化敏感水域的污水处理厂必须设置脱氮除磷设施。即使是有较少人口居住的乡镇或社区,该文件也规定应有“适当”的污水处理设施。从污水中去除的磷或者以污泥形式返还农田,或者以可以回收或利用的化合物形式予以回收。由于污泥中所含重金属及潜在的二次污染问题,含磷污泥作为肥料返田各国已日趋限制。因此,从污水处理过程中回收磷,已渐渐成为欧美等国家政府、专业组织、水工业部门等积极倡导的事情。
  磷作为一种不可再生、十分有限的地球资源目前已



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