朱紹雄
(廣東廣深環(huán)??萍脊煞萦邢薰荆瑥V州 510663)
在無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域,氯化物指的是帶負(fù)電的氯離子和帶正電的其他元素陽(yáng)離子結(jié)合而形成的鹽類化合物。本文所稱的氯化物指以NaCl 為主的易溶于水的化合物。氯元素以氯化鈉的形式在人體中廣泛存在,一般成年人體內(nèi)NaCl 含量為75~80 g,以氯離子的形式廣泛存在于組織與體液中,它是細(xì)胞外液數(shù)量最多的陰離子,對(duì)于調(diào)節(jié)人體的水分、滲透壓與酸堿平衡起到重要作用,是人體必需的一種物質(zhì)。鹽通常不被認(rèn)為是污染物,但鹽過(guò)量可對(duì)水生生物群產(chǎn)生不利影響。除含鹽廢水排放外,鹽度的增加在很大程度上被認(rèn)為是一種自然現(xiàn)象,其不適合進(jìn)行污染控制。鹽被認(rèn)為是生命的必需品,一些重金屬(銅、鋅等)也是如此,當(dāng)其濃度超過(guò)耐受水平時(shí)就會(huì)產(chǎn)生毒性作用,鹽在低濃度下的小幅度增加可帶來(lái)有益影響,但當(dāng)濃度進(jìn)一步增加時(shí),就會(huì)產(chǎn)生非致命的有害影響,在更高的濃度下,特定的植物或動(dòng)物會(huì)死亡。因此,本文結(jié)合氯化物排放標(biāo)準(zhǔn),分析氯化物排放對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響,以有效控制含鹽廢水排放,改善水生態(tài)環(huán)境。
關(guān)于氯化物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究較少。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[1],氯化物僅作為一項(xiàng)感官指標(biāo)(味覺(jué))。61 mg/L 是蒸餾水中NaCl 濃度判定的適中水平,NaCl濃度為395 mg/L 時(shí),咸味可辨,其變化范圍一般在120~1 215 mg/L。試驗(yàn)表明,灌溉水中Cl-含量介于142~355 mg/L 時(shí)將出現(xiàn)危害,大于355 mg/L 時(shí)會(huì)給農(nóng)業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重問(wèn)題[2]。非工業(yè)領(lǐng)域,各國(guó)水中氯化物的濃度標(biāo)準(zhǔn)限值如表1所示。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織規(guī)定,農(nóng)業(yè)灌溉水的氯化物濃度限值為142 mg/L。
表1 各國(guó)水中氯化物濃度標(biāo)準(zhǔn)限值
《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)規(guī)定69 種水污染物排放的濃度限值,但其中不包括氯化物。目前,我國(guó)僅有部分行業(yè)和部分地區(qū)制定工業(yè)水污染物的氯化物排放標(biāo)準(zhǔn),各行業(yè)現(xiàn)行的氯化物排放濃度限值如表2所示。
表2 各行業(yè)現(xiàn)行氯化物排放濃度限值
制定行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí),各行業(yè)排放限值不同的主要原因?yàn)槁入x子的來(lái)源和含氯廢水治理的難易程度不同?,F(xiàn)行的地方氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)主要有遼寧省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB21/T 1627—2008)[3]、北京市《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 11/307—2013)[4]、《貴州省環(huán)境污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 52/864—2022)[5]、河南省《鹽業(yè)、堿業(yè)氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 41/279—2011)[6]、《湖北省府河流域氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 42/168—1999)[7]、《四川省岷江、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 51/2311—2016)[8]。6 項(xiàng)地方標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)區(qū)域內(nèi)不同水系類別、不同水功能區(qū)劃或不同行業(yè)性質(zhì)制定的不同排放標(biāo)準(zhǔn),其中,遼寧省、北京市、貴州省和四川省是綜合排放標(biāo)準(zhǔn),湖北省為針對(duì)流域的氯化物排放標(biāo)準(zhǔn),河南省為針對(duì)行業(yè)的氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)。各標(biāo)準(zhǔn)中,氯化物排放的濃度限值如表3所示[9]。
表3 地方標(biāo)準(zhǔn)中氯化物排放的濃度限值
水生環(huán)境鹽分含量的變化產(chǎn)生滲透脅迫,淡水中細(xì)菌通過(guò)增加細(xì)胞內(nèi)無(wú)機(jī)鹽含量或增加細(xì)胞內(nèi)有機(jī)化合物的含量來(lái)適應(yīng),耐鹽的海洋細(xì)菌則通過(guò)產(chǎn)生不受鹽分影響的酶來(lái)適應(yīng)。研究表明,淡水細(xì)菌可以適應(yīng)低水平鹽度的增加。MOORE 等[10]發(fā)現(xiàn),氯化鈉濃度高達(dá)5 800 mg/L 的環(huán)境對(duì)3 種淡水藍(lán)藻的生長(zhǎng)方式、生長(zhǎng)速度、產(chǎn)氧和固氮酶活性沒(méi)有長(zhǎng)期影響,淡水藍(lán)藻具有快速適應(yīng)的能力。
非鹽生植物是指一般在無(wú)鹽條件下生長(zhǎng)最好的物種,構(gòu)成河流和河岸植物群中的大多數(shù),是最容易受到土壤鹽漬化影響的群體。GREENWAY 等[11]研究表明,大多數(shù)非鹽生植物通過(guò)增加離子吸收來(lái)應(yīng)對(duì)較高的外部鹽濃度,解決滲透調(diào)節(jié)問(wèn)題,但長(zhǎng)期吸收氯化鈉可能會(huì)達(dá)到有毒水平。而相對(duì)較耐鹽的非鹽生植物通過(guò)產(chǎn)生有機(jī)化合物來(lái)增加內(nèi)部滲透壓,但這些化合物的產(chǎn)生將植物的代謝轉(zhuǎn)移到維持呼吸作用,導(dǎo)致生長(zhǎng)減少,因此,非鹽生植物必須在氯化鈉的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)、有機(jī)溶質(zhì)的合成和能量的分配之間保持良好的平衡,以維持其代謝,其對(duì)鹽敏感的主要原因是它們無(wú)法同步分配單個(gè)葉細(xì)胞內(nèi)的離子和大量轉(zhuǎn)運(yùn)到葉片的離子。FIRMIN[12]為科威特林業(yè)試驗(yàn)編制桉樹(shù)耐鹽性的排名,桉樹(shù)的臨時(shí)耐鹽性濃度約為12 000 mg/L,細(xì)葉桉的臨時(shí)耐鹽性濃度約為1 200 mg/L。
淡水魚(yú)的體液離子濃度通常保持在0~10 000 mg/L,幼魚(yú)受到滲透脅迫時(shí),它們沒(méi)有成年魚(yú)的滲透調(diào)節(jié)能力,與成年魚(yú)相比,幼魚(yú)的表面積與體積比更大,皮膚和腎臟未發(fā)育,孵化時(shí)可能沒(méi)有鰓絲,腸道可能關(guān)閉,因此,與成年魚(yú)或魚(yú)卵相比,魚(yú)苗一般對(duì)鹽度變化的耐受性較差。即使在一些耐鹽物種中,隨著鹽度的逐漸增加,幼魚(yú)也會(huì)受到亞致死影響(如心率降低)。當(dāng)然,只有在鹽度大于10 000 mg/L 時(shí),這種效應(yīng)才明顯。
鹽通常不被認(rèn)為是污染物,但鹽過(guò)量可對(duì)水生生物群產(chǎn)生不利影響。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002),氯化物僅作為一項(xiàng)感官指標(biāo)?!段鬯C合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)規(guī)定69 種水污染物排放的濃度限值,但其中不包括氯化物。目前,我國(guó)僅有部分行業(yè)和部分地區(qū)制定工業(yè)水污染物的氯化物排放標(biāo)準(zhǔn)。制定行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)限值時(shí),各行業(yè)排放限值不同的主要原因?yàn)槁入x子的來(lái)源和含氯廢水治理的難易程度不同。含鹽廢水的排放可能影響水生態(tài)環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn),就微生物群落而言,鹽度的微小變化可能對(duì)淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要微生物過(guò)程沒(méi)有有害影響,細(xì)菌群落可能適應(yīng)鹽濃度的微小變化。許多河岸植物對(duì)鹽敏感,當(dāng)鹽度超過(guò)2 000 mg/L 時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生明顯的不良影響,亞致死效應(yīng)值可能低于這個(gè)值,在同一物種的種群之間,鹽敏感性可能存在較大差異。淡水魚(yú)的體液離子濃度通常保持在0~10 000 mg/L,幼魚(yú)比成年魚(yú)和魚(yú)卵更敏感。