王丹+何敏+梅旭東+張思蘭+王朝強(qiáng)
摘要:指出了氯化物(Cl-)的排放對(duì)環(huán)境的不利影響越來(lái)越受到社會(huì)各界的高度重視。目前國(guó)內(nèi)有10項(xiàng)與氯化物排放相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),其中3項(xiàng)為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),7項(xiàng)為地方綜合(行業(yè))標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)分別從排放濃度及排放總量對(duì)氯化物進(jìn)行了控制。分析了各項(xiàng)排放標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)、氯化物排放限值差異性及氯化物的檢測(cè)方法,以期為氯化物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。
關(guān)鍵詞:氯化物;排放濃度;排放總量;排放標(biāo)準(zhǔn);水污染;環(huán)境安全
中圖分類(lèi)號(hào):X506
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-9944(2016)22-0046-05
1引言
中國(guó)的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:即工業(yè)“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)試行階段、行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)起步階段、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)并行階段、加強(qiáng)和完善行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)階段[1]。隨著水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展,我國(guó)已形成了比較完善的水環(huán)境污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系,如圖1所示?!段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8979-1996規(guī)定了69種水污染物最高允許排放濃度,國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方性綜合標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均根據(jù)行業(yè)特性或區(qū)域特殊性規(guī)定了某些特定污染物的排放限值。對(duì)于無(wú)排放限值的污染物,如氯化物等,國(guó)家環(huán)保部環(huán)發(fā)[2011]85號(hào)文件明確規(guī)定對(duì)于國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有規(guī)定排放限值的污染物,排污行為不得造成環(huán)境質(zhì)量超標(biāo),不得損害人體健康和生態(tài)環(huán)境。
隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,很多行業(yè)如制革、制鹽、石油化工等生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水中氯離子含量均較高。高濃度的含氯廢水直接排放,不僅會(huì)破壞水體的自然生態(tài)平衡,惡化水質(zhì),污染地下水及飲用水源,用于農(nóng)業(yè)灌溉還可能使土壤鹽化,妨礙植物生長(zhǎng)。因此,廢水中氯離子的排放問(wèn)題也逐漸受到關(guān)注。目前,國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》未規(guī)定氯化物含量的排放限值,僅少數(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氯化物的排放限值。筆者分析了現(xiàn)有氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn),以期為后續(xù)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)的制定提供參考。
2氯化物國(guó)家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)
2.1氯化物國(guó)家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)
目前,國(guó)家行業(yè)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)有《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB30486-2013)[2]、《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB26452-2011)[3]及《皂素工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB20425-2006)[4]。這三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了行業(yè)污水中氯化物濃度的排放限值,還規(guī)定了污水排水量的排放限值。
《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)的氯化物濃度及單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量分別規(guī)定了直接排放限值、間接排放限值,同時(shí)還針對(duì)環(huán)境承載能力減弱,環(huán)境容量較小,生態(tài)環(huán)境脆弱,容易發(fā)生環(huán)境污染問(wèn)題的地區(qū)規(guī)定了特別排放限值。該標(biāo)準(zhǔn)中氯化物濃度排放限值及基準(zhǔn)排水量如表1所示。
《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)分別規(guī)定了氯化物濃度及單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量的直接、間接排放限值。現(xiàn)有企業(yè)氯化物濃度的直接、間接排放限值均為500mg/L;單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量的直接、間接排放限值均為20m3/t。新建企業(yè)氯化物濃度的直接、間接排放限值均為300mg/L;單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量的直接、間接排放限值均為10m3/t。此外,對(duì)環(huán)境承載能力減弱,環(huán)境容量較小,生態(tài)環(huán)境脆弱,容易發(fā)生環(huán)境污染問(wèn)題的地區(qū)規(guī)定了特別排放限值,氯化物濃度的排放限值為200mg/L,單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量為3m3/t。
《皂素工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)規(guī)定了每噸產(chǎn)品日均最高允許排水量、氯離子日均濃度限值和每噸產(chǎn)品氯離子最高允許排放量?,F(xiàn)有企業(yè)、新建企業(yè)氯化物日均濃度限值分別為600mg/L、300mg/L,氯化物最高允許排放量分別為360kg/t、120kg/t,日均最高允許排水量分別為600m3/t、400m3/t。
2.2氯化物排放限值的差異性分析
現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,由于其行業(yè)特性的不同,規(guī)定的氯化物的排放限值亦不同。三項(xiàng)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中氯化物濃度排放限值對(duì)比如圖2所示。
由圖2可以看出,制革工業(yè)、毛皮加工工業(yè)及釩工業(yè)均規(guī)定了氯化物直接、間接和特別排放限值,而皂素工業(yè)僅規(guī)定了日均濃度排放限值;制革工業(yè)及毛皮加工工業(yè)的氯化物排放限值較釩工業(yè)及皂素工業(yè)的氯化物排放限值高。排放限值不同的主要原因有:①不同行業(yè)廢水中氯離子的來(lái)源不同,致使氯化物的濃度不同。制革及毛皮加工行業(yè)氯離子的來(lái)源主要是作為防腐劑、浸酸膨脹抑制劑的氯化鈉,作為脫灰劑、軟化酶制劑、激活劑的氯化銨。大量氯化物的使用致使廢水中氯離子的含量高,制革行業(yè)約為3500~5000mg/L,毛皮加工行業(yè)在6000mg/L以上。皂素工業(yè)生產(chǎn)工藝中涉及酸解工藝,其中的鹽酸酸解工藝需消耗大量的濃鹽酸,致使皂素工業(yè)廢水中氯離子濃度高達(dá)30000mg/L[5]。釩工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,氯化鈉作為焙燒的添加劑,氯化鈣作為浸出的凈化劑,氯化銨作為沉釩的沉淀劑,都會(huì)致使釩工業(yè)廢水中氯化物濃度較高。②不同行業(yè)含氯廢水的治理技術(shù)不同。一般而言,氯離子的處理主要采用反滲透、電滲析、多效蒸發(fā)等工藝,其關(guān)鍵問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)性,相較之下,反滲透技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。制革及毛皮加工行業(yè)廢水中由于受到油脂、鈣離子的限制,難度較大。因此《制革及毛皮加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中氯離子排放限值相對(duì)較高。釩工業(yè)廢水中氯離子的去除借鑒垃圾滲濾液處理手段,采用反滲透除鹽,然后對(duì)濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)與結(jié)晶,對(duì)氯離子具有良好的去除效果,因此《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中氯離子排放限值相對(duì)較低?!对硭毓I(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中氯離子的排放限值與《釩工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》相近。
此外,在節(jié)約資源、促進(jìn)水重復(fù)利用率及防止用水稀釋達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,制定廢水排放量的限值是必要的。國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,氯化物廢水基準(zhǔn)排水量如圖3所示。
由圖3可知,各工業(yè)企業(yè)氯化物廢水的排放限值不同。制革工業(yè)、毛皮加工工業(yè)及釩工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均規(guī)定了氯化物廢水基準(zhǔn)排水量的直接排放限值、間接排放限值和特別排放限值。間接排放限值與直接排放限值相等,特別排放限值較低,其主要原因是實(shí)行特別排放限值的地區(qū)環(huán)境承載能力減弱,環(huán)境容量較小,生態(tài)環(huán)境脆弱,容易發(fā)生環(huán)境污染問(wèn)題。皂素工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了最高允許排水量,且遠(yuǎn)高于其他工業(yè)的基準(zhǔn)排水量。此外,各工業(yè)新建企業(yè)的排放限值均低于現(xiàn)有企業(yè)。標(biāo)準(zhǔn)中確定每噸產(chǎn)品的排水量,其主要原因是行業(yè)種類(lèi)和企業(yè)規(guī)模不同,產(chǎn)品產(chǎn)量和用水量相差很大。采用每噸產(chǎn)品排水量來(lái)限制企業(yè)的排水量,不會(huì)因行業(yè)不同或企業(yè)規(guī)模不同而產(chǎn)生分歧。
3氯化物地方綜合(行業(yè))排放標(biāo)準(zhǔn)
3.1氯化物地方綜合(行業(yè))排放標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)
現(xiàn)行的地方性氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)主要有遼寧省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21/1627-2008)[6]、北京市《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/307-2013)[7]、貴州省《環(huán)境污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB52/864-2013)[8]、四川省《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB51/190-93)[9]、河北省《氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB13/831-2006)[10]、河南省《鹽業(yè)、堿業(yè)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB41/276-2011)[11]、湖北省《府河流域氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB42/168-1999)[12]。
遼寧省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》將所有淡水水域和海域劃分為禁止排放區(qū)和允許排放區(qū)。禁止排放區(qū)水域禁止新建排污口和直接排入污水,已有排污口的排水在確保達(dá)標(biāo)的前提下實(shí)行污染物總量控制。允許排放區(qū)允許設(shè)置污水排污口,但必須達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中氯化物的排放至針對(duì)淡水水域,從不同的排放去向規(guī)定了氯化物的濃度限值,直接排放的濃度限值為400mg/L,排入污水處理廠(chǎng)為1000mg/L,用于農(nóng)田灌溉為250mg/L,污水回用處理反滲透膜濃水為1000mg/L。
北京市《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)直接排入地表水體的氯化物并無(wú)規(guī)定,而排入公共污水處理系統(tǒng)的氯化物的限值為500mg/L。
貴州省《環(huán)境污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》將區(qū)域內(nèi)所有水域劃分為禁止排放區(qū)和允許排放區(qū)。禁止排放區(qū)為GB3838中的Ⅰ、Ⅱ類(lèi)水域及Ⅲ水域中的飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)、游泳區(qū)及其他需特殊保護(hù)區(qū)域;允許排放區(qū)為GB3838中的Ⅲ類(lèi)(劃定的飲用水源二級(jí)保護(hù)區(qū)、游泳區(qū)及其他需特殊保護(hù)區(qū)域除外)、Ⅳ類(lèi)、Ⅴ類(lèi)水域。氯化物的排放限值根據(jù)排水去向分為一級(jí)和二級(jí),一級(jí)排放限值為250mg/L,二級(jí)排放限值為450mg/L;對(duì)已建、在建和待建項(xiàng)目的污染源執(zhí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),對(duì)已建源給予一定時(shí)間作為過(guò)渡期,過(guò)渡期后與新(擴(kuò))建源執(zhí)行相同限值。
四川省《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)稀釋自?xún)裟芰退|(zhì)狀況將四川省地面水水域分為A、B、C三類(lèi);排污單位分為新建單位和現(xiàn)有單位。氯化物的排放限值分為一、二、三、四、五、W等6個(gè)級(jí)別,并根據(jù)地面水域環(huán)境功能劃類(lèi)、地面水水域分類(lèi)、排污單位性質(zhì)和污水排放去向,對(duì)向地面水水域和城市下水道排放的污水分別執(zhí)行不同級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)。氯化物的一級(jí)排放限值為300mg/L,二級(jí)排放限值為350mg/L,三級(jí)排放限值為400mg/L,四級(jí)排放限值為500mg/L,五級(jí)排放限值為600mg/L,W級(jí)排放限值為1000mg/L。
河北省《氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》是專(zhuān)門(mén)針對(duì)氯化物排放的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)地表水域使用功能和廢水排放去向,將氯化物的排放限值分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí),且不同行業(yè)和不同類(lèi)型的企業(yè)在不同的水域中實(shí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)限值。氯化物排放限值如表2所示。
河南省《鹽業(yè)、堿業(yè)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》是針對(duì)河南省制鹽和制堿行業(yè)氯化物排放的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定制鹽、制堿企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的高濃度含氯工藝廢水應(yīng)回用,不外排。當(dāng)單位產(chǎn)品實(shí)際排水量不高于單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量時(shí),氯化物濃度排放限值為350mg/L,制鹽行業(yè)、燒堿行業(yè)及純堿行業(yè)單位產(chǎn)品基準(zhǔn)排水量分別為1.0m3/t、1.5m3/t和2.0m3/t。
湖北省《府河流域氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》根據(jù)府河各河段的水域功能和不同水期氯化物的環(huán)境容量及允許排放量,將氯化物排放濃度標(biāo)準(zhǔn)值分為三級(jí)。對(duì)排入城鎮(zhèn)下水道的廢水不論是否進(jìn)入污水處理廠(chǎng)都按下水道出水受納水域的功能要求分別執(zhí)行一、二、三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)府河流域Ⅲ類(lèi)以上水域的氯化物污染現(xiàn)狀和環(huán)境容量,規(guī)定了水域新增排污口和排放量。不同行業(yè)、不同企業(yè)性質(zhì)氯化物濃度排放限值與最高允許排水量不同,且1999~2004年執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)與2005~2010年執(zhí)行不同標(biāo)準(zhǔn)。氯化物的排放限值如表3所示。
3.2氯化物排放限值差異性分析
七項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)中,前四項(xiàng)為綜合排放標(biāo)準(zhǔn),河北省《氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》及湖北省《府河流域氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》為“行業(yè)+流域+特定污染物”型標(biāo)準(zhǔn)體系,根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同行業(yè)、地表水系的類(lèi)別、水環(huán)境功能類(lèi)別及企業(yè)性質(zhì)規(guī)定了氯化物的排放限值。河南省《鹽業(yè)、堿業(yè)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》為“行業(yè)+特定污染物”型標(biāo)準(zhǔn)體系,根據(jù)區(qū)域內(nèi)的地表水系的特點(diǎn)及不同行業(yè)類(lèi)別規(guī)定了氯化物的排放限值。因此,各標(biāo)準(zhǔn)中氯化物排放限值有差異,但均存在最小值和最大值,如圖4所示。
由圖4可知,河南省和北京市地方標(biāo)準(zhǔn)中,氯化物排放限值分別為350mg/L和500mg/L,不存在最大值和最小值。其他各省的氯化物排放限值均有最大值和最小值,尤以湖北省的最大值最大,為1300mg/L;河北省、貴州省和遼寧省的最小值最小,為250mg/L。各地氯化物濃度排放限值出現(xiàn)差異的原因主要有:①環(huán)境管理需求不同;②地表水域環(huán)境容量及環(huán)境質(zhì)量不同;③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)不同;④含氯廢水的處理工藝技術(shù)不同。河北省是工業(yè)大省,尤以鹽化工、皮革行業(yè)、制管等排放氯化物的企業(yè)居多,且氯化物的排放已造成地表水、地下水及土壤的污染,對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和居民生活產(chǎn)生了危害[13]。湖北省的制鹽、化工是當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè),隨著鹽化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,大量含鹽廢水排入府河,致使水質(zhì)不斷惡化,氯化物的濃度已大大超過(guò)了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[14]。河南省是制鹽、制堿大省,排放的廢水中氯化物濃度高,且河南省水資源匱乏,河流大多為季節(jié)性河流,地表水系更容易受到污染[15]。此外,由于各地的地表水系的環(huán)境容量及質(zhì)量的不同,致使各地政府對(duì)各自區(qū)域內(nèi)的環(huán)境管理要求不同。目前,氯化物處理工藝技術(shù)主要有離子交換技術(shù)、電滲析技術(shù)、蒸發(fā)技術(shù)及膜技術(shù),各地根據(jù)其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、行業(yè)性質(zhì)及廢水的特性采用不同的工藝技術(shù)。
4氯化物檢測(cè)方法
目前,氯化物檢測(cè)常用的方法有常規(guī)化學(xué)分析法(容量法和分光光度法)、電分析方法(電位滴定法和電化學(xué)法)、離子色譜法、光譜法(原子吸收光譜法)[16],各種方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)。容量法的操作簡(jiǎn)單,適用于高含量氯化物的測(cè)定,但其分析速率慢、分析成本高,且終點(diǎn)較難判斷。分光光度法的精密度高,準(zhǔn)確度好的特點(diǎn),但其操作繁瑣。電位滴定法不使用指示劑,能避免顏色干擾,操作快速,但重現(xiàn)性不好,對(duì)電位計(jì)要求高。電化學(xué)法使用范圍廣,不受共存離子的影響,但對(duì)電極的要求高。原子吸收光譜法不受共存離子的干擾,但存在一定的局限性,一方面要求滿(mǎn)足氯化物先生成沉淀,另一方面樣品溶液中還需有微量濃度的銀離子供原子吸收檢測(cè)。不同的方法具有不同的適用范圍及檢出限,因此測(cè)定水中氯化物含量應(yīng)根據(jù)實(shí)際水樣的性質(zhì)合理選擇。現(xiàn)有氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)中,采用的氯化物檢測(cè)方法如表4所示。
由表4可知,現(xiàn)有氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)中采用的氯化物檢測(cè)方法主要有硝酸銀滴定法、硝酸汞滴定法及離子色譜法。硝酸銀滴定法適用于不小于5mg/L氯化物的檢測(cè);硝酸汞滴定法適用于2.5~500mg/L氯化物的檢測(cè);離子色譜法具有較高的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性,但不適合氯化物濃度高的大批量水樣的檢測(cè)。滴定法能測(cè)定濃度較高的工業(yè)廢水,但是測(cè)量的誤差較離子色譜法高,易受其他離子干擾。
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[10]環(huán)境保護(hù)部,國(guó)家質(zhì)監(jiān)總局.氯化物排放標(biāo)準(zhǔn):DB13/831-2006[S].北京:環(huán)境保護(hù)部,2006.
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