常用洗滌劑的研究

常用洗滌劑的研究

洗滌劑是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡奶砑觿?。從古代開(kāi)始，人們就研究洗滌劑。人類使用天然植物（如竹角、菩薩）來(lái)洗洗貨、草灰和現(xiàn)代洗滌劑。人們從1954年開(kāi)始生產(chǎn)和使用合成洗護(hù)劑。另一方面，中國(guó)的合成洗護(hù)劑研究始于20世紀(jì)50年代初。隨著歷史的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，清潔和紡織品的使用已經(jīng)成為反映人們思想和物質(zhì)生活水平的重要組成部分。1986年，日本人均使用9.6kg洗滌劑，歐洲和美國(guó)達(dá)到21.2kg以上。1洗滌劑中的有害物質(zhì)及其毒性1.11.1.1液體洗滌劑的原料洗滌劑主要由表面活性劑和各種洗滌助劑,如絡(luò)合劑、增白劑、增稠劑、柔軟劑、抗靜電劑、增溶劑、抗氧化劑、殺菌防腐劑、酶制劑、香精、色素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)組成,它們按照一定的比例加工制成各種洗滌劑.目前市售洗滌劑品種較多,添加劑及原料各不相同.如美國(guó)最有名的“Tide”液體洗滌劑就同時(shí)含有堿性蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶.再如洗衣粉,洗衣粉中的表面活性劑是烷基磺酸鈉(LAS),含量為20%—30%,三聚磷酸鈉,硅酸鈉三種助劑共占總質(zhì)量的20%—30%,硫酸鈉含量為40%—50%,另外還有熒光增白劑和香精等1.1.2超標(biāo)準(zhǔn)的有害物質(zhì)洗滌劑用時(shí)溶于水.一般洗滌劑的主要原料毒性并不大,但是有些原料本身或者其中某些有害物質(zhì)超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),如洗滌劑中含有過(guò)量金屬鋁、汞、砷;在生產(chǎn)過(guò)程中從管道或儲(chǔ)存器中會(huì)溶出鋁、砷等有害物質(zhì),造成金屬超量.人們?cè)谑褂孟礈靹r(shí),要直接與其接觸,久而久之,就會(huì)引起金屬中毒現(xiàn)象.1.21.2.1對(duì)人體造成的危害洗滌劑可能會(huì)因存放不當(dāng)而污染,也可能因存放時(shí)間超過(guò)保質(zhì)期而使微生物在洗滌劑中繁殖,一些有害微生物通過(guò)皮膚進(jìn)入人的機(jī)體,危害人體健康,或?qū)θ梭w造成潛在的危害.比如餐具洗滌劑中含有對(duì)人體有害的甲醇和熒光增白劑等,如果不小心使過(guò)量的甲醇吸入體內(nèi),則會(huì)引起失明,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致死亡.另外,1990年中國(guó)科學(xué)院有關(guān)研究人員對(duì)國(guó)產(chǎn)10種洗衣粉進(jìn)行了對(duì)蝌蚪紅細(xì)胞微核率影響的致突變研究,結(jié)果表明10種洗衣粉中,8種洗衣粉有致突變性可疑.且在受測(cè)試的10種洗衣粉誘發(fā)蝌蚪的微核中,均出現(xiàn)有大和小兩類微核.可見(jiàn),洗衣粉既能誘發(fā)染色體損傷,也能使紡錘體中毒.1.2.2洗滌劑對(duì)水的生態(tài)環(huán)境影響的意義洗滌劑易被土壤吸附,并污染地下水.在污水中洗滌劑的生物學(xué)效應(yīng)更加復(fù)雜,除組成洗滌劑各種化學(xué)物質(zhì)本身固有毒性外,還有經(jīng)過(guò)生物降解或代謝后的產(chǎn)物對(duì)生物的毒害效應(yīng).此外,它們還對(duì)鋅有加合作用,對(duì)銅和汞有協(xié)同作用,各種化學(xué)物質(zhì)之間還有增強(qiáng)作用,使毒性加大.因此,研究洗滌劑對(duì)生態(tài)環(huán)境,尤其是水的生態(tài)環(huán)境影響具有實(shí)際意義.1.2.3烷基苯磺酸鹽(laralgenezesulp根)我國(guó)目前洗衣粉的主要原料是LAS、STPP、硅酸鈉、芒硝、泡花堿和羧甲基纖維素等.洗衣粉的品種很多,所含的化學(xué)物質(zhì)不盡相同,因此,對(duì)洗衣粉的毒理學(xué)研究更具必要性.目前市場(chǎng)上廣泛出售的中性洗滌劑烷基苯磺酸鹽(Alkylbenzene—sulfonate),通常稱為ABS,也是最早的洗滌劑.這種洗滌劑的烷基有12個(gè)碳,又叫十二烷基苯磺酸鹽(Dodencylbenzenesulfonate),故又稱DBS,在世界上應(yīng)用最廣.這種洗滌劑因?yàn)槭菐в屑谆ф湹漠愅闊N,存在著很難被微生物分解的重碳原子,在環(huán)境中十分穩(wěn)定,排入江河水體后,待分解90%大約要一個(gè)月時(shí)間,殘留的洗滌劑會(huì)在水體積蓄并形成泡沫,使水中溶氧量減少,造成公害.后來(lái)終于想出辦法,將ABS改進(jìn)結(jié)構(gòu),研制了烷基苯磺酸鹽(LinearAlkybenezeSulfonate),即LAS.相對(duì)于ABS而言,它不易在水體積蓄而引起泡沫污染,但它積到一定量的時(shí)候,仍會(huì)造成污染.1.2.4水體富營(yíng)養(yǎng)化效應(yīng)洗滌劑中含有大量的含磷物質(zhì).當(dāng)洗滌污水排入江河時(shí),導(dǎo)致水體中磷元素含量驟增,從而引起藻類大量繁殖,造成水體富營(yíng)養(yǎng)化.人離不開(kāi)化學(xué),可化學(xué)在給人類造福的同時(shí),也帶來(lái)了許多危害.洗滌劑中的各種化學(xué)成分都有一定的毒副作用,ABS和LAS給我們的生活環(huán)境帶來(lái)了巨大的危害,含磷洗滌劑也時(shí)刻在威脅著人類的生存環(huán)境.因此我們必須要正確面對(duì)并認(rèn)真地考慮和研究洗滌劑對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題及其防治措施.2洗滌劑對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重隨著人們生活水平的提高,家庭洗衣機(jī)的普遍使用,洗滌劑的消耗量逐漸增加,生活污水也隨之而增多,而且不經(jīng)處理就隨意排放,對(duì)環(huán)境造成很大的污染.2.1abs含量對(duì)魚類的影響ABS和LAS在水中不易降解,因而排入水中的ABS會(huì)使魚類中毒.當(dāng)水中的ABS或LAS的含量達(dá)到100mg/l時(shí),就會(huì)引起魚類死亡和致畸形.據(jù)報(bào)道2.2排出口至下游水洗滌劑和肥皂在水體中含量0.5mg/l的時(shí)候,水中就會(huì)漂浮起泡沫.使水不能與空氣直接接觸,從而使水中的溶氧量減少,對(duì)水生生物造成危害.未經(jīng)處理的污水,排出口至下游時(shí),因其超過(guò)限量,引起的泡沫帶會(huì)達(dá)1km以上.近處泡沫高度可達(dá)到幾十厘米.所造成的危害可謂大矣.使用LAS后,因降解率高而使泡沫減少,但不可能完全沒(méi)有,所以對(duì)環(huán)境還是會(huì)產(chǎn)生一定的污染.水體受到污染后會(huì)直接影響了自然界的生態(tài)平衡,而且同時(shí)也影響了人類的娛樂(lè)活動(dòng).另外,由于洗滌劑的生物降解,消耗水中溶解氧,使水中含氧量降低以致耗盡,同時(shí)也會(huì)引起一定的環(huán)境問(wèn)題.1970年日本琵琶湖等封閉水域出現(xiàn)了水藻瘋長(zhǎng),魚類死亡現(xiàn)象.2.3富營(yíng)養(yǎng)化系統(tǒng)的利用三聚磷酸鹽是洗滌劑中的優(yōu)良助劑.含量高達(dá)30%——50%,這么多的磷隨著洗滌污水排入水域中,使水中浮游生物繁殖所需要的碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素增加,造成湖泊、海灣的水體富營(yíng)養(yǎng)化.而在適宜的光照、溫度和具備充分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的條件下,天然水體中的藻類進(jìn)行光合作用,合成本身的原生質(zhì),反應(yīng)為:106CO由以上分析可知,到目前為止,洗滌污水對(duì)環(huán)境已經(jīng)造成了嚴(yán)重的危害.隨著工業(yè)的發(fā)展,人們物質(zhì)生活水平的進(jìn)一步提高,人們對(duì)洗滌劑的使用量將會(huì)越來(lái)越大,因此洗滌污水對(duì)環(huán)境的污染也會(huì)隨之而加重,面臨著這樣日益深刻的問(wèn)題,怎能不喚起世人對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的關(guān)注.3洗衣粉有害的預(yù)防和處理洗滌劑雖然能夠?qū)Νh(huán)境造成一定程度的危害,但這種危害并不是不可以遏制和征服的.目前人們正在研究此類問(wèn)題,并采取了一些有效措施.3.1生物法去磷法一般磷的去除主要有物化法和生物法兩種.物化法包括化學(xué)沉淀法、流化床結(jié)晶法、離子交換法和吸附法等.但是,物化法去磷要消耗大量的能源和化學(xué)藥劑,并會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥.為此,人們積極尋求一種廉價(jià)易行的替代方法.這就是生化法去磷——利用活性污泥中的某些微生物,將磷轉(zhuǎn)化為微生物自身的物質(zhì),從而將污水中的磷去除.生物法去磷與物化法去磷相比有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):生物法去磷能耗低,去磷效果好,操作方便,可減少化學(xué)污泥量等.它在現(xiàn)代污水處理中正占據(jù)著越來(lái)越重要的地位.2.2開(kāi)發(fā)洗滌劑和洗滌劑我門可以尋找一種可以代替磷酸鹽的物質(zhì)來(lái)合成洗滌劑.例如:三醋酸胺鈉、檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉和沸石等.但三醋酸胺鈉的效果也并不十分可佳.雖然使用三醋酸鈉可以滿足磷酸鹽的作用,但因?yàn)樗芎凸U、鎘、砷生成配合物,而導(dǎo)致這些金屬溶解進(jìn)入水體,同時(shí)它還有致癌性和致畸性.所以還是用檸檬酸鈉和沸石更好.或者使用三級(jí)水處理磷酸鹽,仍使用含磷洗滌劑以保證洗滌劑的質(zhì)量亦可.另外,開(kāi)發(fā)洗滌后產(chǎn)生的生活污水對(duì)環(huán)境和自然生態(tài)的影響最小,生產(chǎn)出與環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品.在洗滌劑配方中盡可能地使用生物降解性最好,對(duì)硬水不敏感的表面活性劑,如脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES),α-烯烴磺酸鹽(ADS),α-磺基脂肪酸甲酯單鈉鹽(α-S-TAMe),烷基多苷(APG),N-烷基-N-甲基葡萄糖胺(MeGA)等,部分代替LAS以降低配方中助劑用量,同時(shí)保持優(yōu)良的去污力.3.33.3.1級(jí)生化工程處理,既滿足農(nóng)田所需要的水分,又符合環(huán)境把富含氮、磷的污水用于農(nóng)田灌溉,這樣既滿足了農(nóng)田所需要的水分,同時(shí)又減少了環(huán)境污染,一舉兩得.況且土壤處理比二級(jí)生化工程處理更徹底.3.3.2利用生物工程在含氮、磷的污水中種植水生植物,如蘆葦、蒲草等,這些植物的生長(zhǎng)能夠吸附、吸收氮、磷等成分.既滿足了植物生長(zhǎng)所需要的氧分,同時(shí)還制約了浮游藻類生長(zhǎng),凈化水質(zhì),也起到了事半功倍的效果.利用生物工程技術(shù),還可以在近海岸人工綠化,種植灌木林等.防止水土流失.3.