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纺织染色工业对环境的危害
Rita Kant
摘要
颜色是任何织物的主要吸引力。无论它的结构多么优秀,如果不适当地着色,它作为一种商业面料注定是失败的。因此,制造和使用合成染料进行织物染色在今天已经成为一个巨大的产业。事实上,从公元前3500年开始,人类就已经知道将颜色应用到织物上的艺术。WH Perkins 在1856年发现了合成染料的使用。合成染料提供了广泛的不褪色,明亮的色调。然而,它们的有毒性质已经成为环保人士严重关注的问题。使用合成染料对所有生命形式都有不利影响。硫、萘酚、还原染料、硝酸盐、乙酸、肥皂、酶、铬化合物以及铜、砷、铅、镉、汞、镍、钴等重金属和某些辅助化学物质的存在,使纺织废水具有高毒性。水中存在的其他有害化学品可能是甲醛基染料固定剂、氯化去污剂、碳氢化合物基软化剂、非生物可降解染料化学品。这些有机物质与许多消毒剂反应,特别是氯碱和产物(DBPrsquo;s) ,这些产物通常是致癌的,因此是不受欢迎的。其中许多显示过敏反应。胶质物质伴随着颜色和油性浮渣出现,增加了水的浑浊度,给水带来不好的外观和难闻的气味,并且阻止了光合作用过程所必需的阳光的渗透。这反过来又干扰了空气水界面的氧传递机制,从而干扰了海洋生物和水的自净过程。这种污水如果允许在田间流动,就会堵塞土壤的孔隙,从而导致土壤生产力的丧失。如果让它流入下水道和河流,就会影响手动水泵的饮用水质量,使其不适合人类饮用。在废水最终处理之前,把这些污染物从废水中清除是很重要的。
1.导言
给地球涂上美丽的色彩,用甜蜜的毒药杀死它!色彩应用的艺术,以提高我们的自我形象和我们周围的世界已知道人类自古以来。从蔬菜、水果、花卉、某些昆虫和鱼类中提取的天然染料的历史记录可以追溯到公元前3500年。颜色是任何织物的主要吸引力。无论它的构造多么优秀,如果不合适的颜色,作为一种商业产品,它注定是失败的。织物早期是用天然染料染色的。然而,这些染料的颜色范围有限且单调。此外,当它们暴露在水洗和阳光下时,它们显示出低色牢度。因此,他们需要一种媒染剂来形成一种染料复合物,将纤维和染料固定在一起,从而使染色工作变得单调乏味。帕金斯在1856年发现的合成染料提供了一个广泛的染料范围,是快速着色,来在更广泛的颜色范围和明亮的色调[1]。因此,“染料应用”具有成为一个巨大的产业。
然而,由于合成染料的毒性和对所有生命形式的不利影响,人们对天然染料的兴趣在全世界范围内复苏。尽管如此,由于必须使用某些媒染剂,即使是天然染料也很少是低影响的。媒染剂是一种物质(如铬) ,用来“固定”织物的颜色。它们可能是非常有毒的,可能对废水的质量有很大的影响。天然染料染色需要大量的水。(几乎等于或两倍于纤维本身的重量)。大约80% 的染料停留在织物上,而其余的则流入下水道。因此,从野生植物和地衣中提取的天然染料对环境有很大的影响。
2.纺织工业用水量
纺织染整行业是世界上最大的化工行业之一,已经造成了巨大的污染问题。地球上的集约型工业,以及清洁水的第一污染者(仅次于农业)。今天,印度工业正在生产超过3600种单独的纺织染料。该行业在包括染色和印刷在内的各种纺织制造过程中使用了超过8000种化学品。表1列出了其中的一小部分。这些化学物质中有许多是有毒的,直接或间接地对人类健康造成损害。纺织加工、染色和印刷需要大量的水。一个每天生产8000公斤布料的普通纺织厂的日用水量约为160万升。其中16% 用于染色,8% 用于印刷。根据所用染料的类型,每公斤布料的特定耗水量从30-50升不等。纱线染色的总耗水量约为每公斤纱线60升。染色部分占总废水流量的15%-20% 。染色和印花织物和纱线的洗涤也需要用水,以达到洗涤牢度和明亮的背景。洗涤剂如碱基肥皂; 酶等用于此目的。这样可以去除基材上多余的颜色和糊状物。清洗印刷机也需要水,以去除印刷毯、印刷屏幕和染色容器上松散的色浆[3,4]。大约需要500加仑的水才能生产足够覆盖一个沙发的布料。世界银行估计,17%到20% 的工业用水污染来自纺织品的染色和整理处理。大约72种有毒化学物质仅仅来源于纺织品染色,其中30种是无法去除的。这对服装和纺织品制造商来说是一个令人震惊的环境问题。
表1. 合成纺织厂使用的主要化学品和染料
序号 |
化学试剂 |
用量(千克/月) |
|
1 |
醋酸 |
1611 |
|
2 |
硫酸铵 |
858 |
|
3 |
PV醋酸 |
954 |
|
4 |
润湿剂 |
125 |
|
5 |
烧碱 |
6212 |
|
6 |
软化剂 |
856 |
|
7 |
有机溶剂 |
247 |
|
8 |
有机树脂 |
5115 |
|
9 |
甲酸 |
1227 |
|
10 |
肥皂 |
154 |
|
11 |
氢亚硫酸盐 |
6563 |
|
12 |
盐酸 |
309 |
|
13 |
过氧化氢 |
1038 |
|
14 |
整平分散剂 |
547 |
|
15 |
溶剂1425 |
321 |
|
16 |
草酸 |
471 |
|
17 |
聚乙烯乳液 |
1174 |
|
18 |
硫酸 |
678 |
|
19 |
分散染料(涤纶) |
1500 |
|
20 |
还原染料(粘胶) |
900 |
|
21 |
硫化染料 |
300 |
|
22 |
活性染料 |
45 |
3.水污染的危害
工厂排放了数百万加仑的这种废水作为危险的有毒废物,充满了颜色和有机化学物质从染色和整理盐。硫磺、萘酚、还原染料、硝酸盐、醋酸、肥皂、铬化合物以及铜、砷、铅、镉、汞、镍、钴等重金属和某些辅助化学物的存在,使污水具有高度毒性。存在于水中的其他有害化学物质可能是甲醛基染料固定剂、氢碳基软化剂和不可生物降解的染色化学品。工厂排出的废水通常具有高温和pH 值,这两者都是极具破坏性的。
胶体物质伴随着颜色和油性浮渣一起出现,增加了浑浊度,使水呈现出不好的外观和难闻的气味。它阻止了光合作用过程所必需的阳光的渗透[5]。这干扰了空气水界面上的氧传递机制。水中溶解氧的消耗是纺织废物最严重的影响,因为溶解氧对海洋生物是非常必要的。这也妨碍了水的自我净化过程。此外,当这些废水被允许在田间流动时,它会堵塞土壤的孔隙,导致土壤生产力的丧失。土壤的质地变得坚硬,根系的渗透被阻止。
流入下水道的废水腐蚀污水管,使其结垢。如果让它流入下水道和河流,就会影响手动水泵的饮用水质量,使其不适合人类饮用。它还会导致下水道渗漏,增加维护成本。这些被污染的水可能成为细菌和病毒的滋生地。水中的杂质在许多方面影响着纺织品的加工。在洗涤和漂白过程中,它们会使白色织物染上黄色。在染色阶段,水中存在的金属离子有时会与染料结合,造成色调暗淡(表2)。
纺织废水是造成大量环境恶化和人类疾病的原因。大约40% 的全球使用的染料含有有机结合氯,一种已知的致癌物质。纺织工业废水中存在的所有有机物都与许多消毒剂特别是氯发生反应,因此在水处理领域备受关注。化学物质蒸发到我们呼吸的空气中或通过皮肤被吸收,表现为过敏反应,甚至在出生前就可能对儿童造成伤害。
表2: 纺织厂印染单位排出的废水的特性
pH值 |
碱度(mg/l) |
总固体量(mg/l) |
总溶解固体量(mg/l) |
悬浮固体(mg/l) |
生化需氧量(mg/l) |
化学需氧量(mg/l) |
||
染色 |
9.2-11 |
1250-3160 |
3600-6540 |
3230-6180 |
360-370 |
130-820465-1400 |
||
印染 |
6.7-8.2 |
500-1080 |
2110-2750 |
1870-2360 |
250-290 |
135-1380410-4270 |
4.案例研究
2009年4月7日,《论坛报》刊登了一篇题为“有毒污泥灌溉20年”的报道。报道称,“由于没有运河水和地下水,这个癌症易发地区的农民不得不用流入流经村庄的下水道的有毒污泥来灌溉田地。”污泥灌溉对作物的影响可以通过牙齿菌斑、关节疼痛和村民灰白头发等症状观察到。Kot Bhara、Kot Bakhtu、Kot Fatta、Ramgarh Bhunder、Chathewala、Jeewan Singh Wala、Shergah、Mallwala、Kaile Bander、Chak Ruldu Singh Wala、Pathrala、Manak Khana以及Bhatinda附近Lisada排水沟沿岸的其他村庄的农民已经使用这种有毒的黑水灌溉20年了。
下水道运送着位于巴尔纳拉县的工厂的污泥。当穿过 Bhatinda 地区时,排水管几乎干了,因为它的水被用在了田里。官方的冷漠是显而易见的,因为农民们把钱集中起来,沿着下水道的两岸安装了马达,通过埋在
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