清洗過(guò)程中，特別是化學(xué)清洗過(guò)程不僅要考慮清洗時(shí)操作人員的安全與被清洗對(duì)象的安全，清洗液的管理，而且還要考慮清洗結(jié)束后廢料排放對(duì)自然環(huán)境是否安全，所要排放的化學(xué)清洗廢料是否危害環(huán)境，是否允許直接排放，這要以國(guó)家環(huán)境保護(hù)機(jī)關(guān)制定的排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，達(dá)標(biāo)的廢料允許直接排放，沒(méi)達(dá)標(biāo)的廢料要先進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后才可排放。一般未經(jīng)處理的化學(xué)清洗廢料往往是超標(biāo)的，所以在化學(xué)清洗工程中就存在著廢料處理的問(wèn)題。

【清洗對(duì)環(huán)境的要求】

由于環(huán)境中污染物的存在，會(huì)使已清洗過(guò)的物體被再污染，因此要求對(duì)環(huán)境先進(jìn)行處理。

一、對(duì)空氣進(jìn)行無(wú)塵無(wú)菌處理

1.環(huán)境中空氣的狀況

清洗后對(duì)物體的潔凈度要求越高，對(duì)環(huán)境的潔凈度要求也越高。而在人類(lèi)生活環(huán)境內(nèi)的空氣中存在著各種以微粒狀態(tài)和氣體狀態(tài)存在的污染物，包括各種有害氣體、灰塵、煤煙以及細(xì)菌等微生物。表8-1中列有日本城市各種公共場(chǎng)所的空氣中含有的粒徑在0.5μm以上的微粒數(shù)和細(xì)菌數(shù)量。我國(guó)由于衛(wèi)生條件差，人口密度也較大，所測(cè)得的數(shù)據(jù)相比要大得多。

表8-1空氣中污染物含量

表格P506頁(yè)

如果統(tǒng)計(jì)范圍改為粒徑在0.3μm以上的微粒數(shù)量時(shí)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果要比0.5μm的數(shù)量成幾何級(jí)數(shù)遞增（因?yàn)橄銦熋皩绲臒煹钠骄郊礊?.4μm）。

由于空氣中污染物微粒的存在，給清洗操作帶來(lái)許多困難，而且會(huì)使已洗凈的物體被再污染。因此日本在50年代曾出現(xiàn)過(guò)許多精密工業(yè)清洗工廠為尋找清潔的空氣環(huán)境，紛紛從東京等大都市遷出的情況。而現(xiàn)代的工業(yè)精密清洗早已廣泛使用人工制造的潔凈空間——無(wú)菌無(wú)塵工作室了。

2.無(wú)菌無(wú)塵的標(biāo)準(zhǔn)

各國(guó)都制定有嚴(yán)格的無(wú)菌無(wú)塵的標(biāo)準(zhǔn)。表8-2是美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)（聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)209）。

表8-2美國(guó)的無(wú)菌無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)

表格P507頁(yè)

表中無(wú)菌級(jí)別為100這個(gè)等級(jí)是指1dm3的空氣中含有的粒徑在0.5μm以上的微粒數(shù)不超過(guò)3.5個(gè)，其余類(lèi)推。表中不僅對(duì)空氣中含有的微粒數(shù)有規(guī)定，而且對(duì)無(wú)菌無(wú)塵工作室的溫度、壓力、濕度及氣流換氣方式以及照明度都有明確規(guī)定。

對(duì)于含有微生物數(shù)量的生物無(wú)菌無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上通常采用美國(guó)宇航局制定的標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表8-3所規(guī)定的內(nèi)容。

表8-3美國(guó)宇航局制定的生物無(wú)菌無(wú)塵標(biāo)準(zhǔn)概要

表格P507頁(yè)

以上標(biāo)準(zhǔn)是達(dá)到一定潔凈度標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)塵無(wú)菌空間的規(guī)定。在某些特殊場(chǎng)合，用粒徑在0.3μm以上的微粒個(gè)數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，比以0.5μm為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要求更高。其中微生物粒子的個(gè)數(shù)指標(biāo)分兩項(xiàng)，一個(gè)在1dm3中的所含微生物粒子個(gè)數(shù)，另一個(gè)是在一周內(nèi)，在1m2面積上沉積的微生物粒子總數(shù)。由表中數(shù)據(jù)可以看出要達(dá)到無(wú)菌標(biāo)準(zhǔn)的要求都是很?chē)?yán)格的。

符合無(wú)菌化標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)菌帳篷和在無(wú)菌無(wú)塵空氣的氣流中使用的工作臺(tái)等設(shè)備，目前己被廣泛使用。下面對(duì)無(wú)塵無(wú)菌工作室的基本構(gòu)造作一簡(jiǎn)單介紹。

（1）形成與外界隔離的空間：無(wú)塵無(wú)菌工作室是與外界含污染物的空間完全隔離的非常清潔的空間。室內(nèi)一切能產(chǎn)生灰塵和污染的因素事先都已經(jīng)排除掉，根據(jù)需要，各種使用的器械材料都已經(jīng)過(guò)徹底地清洗和殺菌消毒處理。

（2）換氣方式：操作過(guò)程中被污染的空氣要及時(shí)排出，同時(shí)換入清潔的空氣。為了從外界導(dǎo)入清潔空氣，室內(nèi)的氣壓要保持比外界氣壓高一些，以防止外部污染空氣從墻壁縫隙進(jìn)入室內(nèi)。需靠壓力把清潔空氣送入室內(nèi)，同時(shí)把污染空氣及時(shí)排除以使室內(nèi)空氣潔凈度得以保持穩(wěn)定。用層流方式送入清潔空氣比紊流方式好，特別是用垂直的層流方式送氣效果更好。

（3）產(chǎn)生清潔空氣的方法：制造清潔空氣是使用玻璃纖維材料制成的靜電除塵器和特別高效的空氣超過(guò)濾器等設(shè)備。它有各種式樣的系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的高效除塵器，對(duì)于粒徑在0.3μm以上的塵埃粒子去除率在99.97%以上。圖8-1是一個(gè)制造清潔空氣的除塵系統(tǒng)流程圖。

圖8-1空氣除塵系統(tǒng)流程

圖片P508頁(yè)

由圖8-1可以看出，除塵系統(tǒng)是由多個(gè)過(guò)濾除塵設(shè)備組成，其中預(yù)過(guò)濾器及靜電除塵器已將較大粒徑的塵埃除去，因而起到減輕后處理除塵過(guò)濾器和超過(guò)濾器的負(fù)荷的作用。必要時(shí)可在系統(tǒng)中加入調(diào)濕調(diào)溫裝置。

（4）加強(qiáng)出入口的管理：物品和人員的岀入口都由兩道門(mén)組成，運(yùn)用風(fēng)障和通風(fēng)筒等設(shè)備防止外部污垢進(jìn)入無(wú)菌無(wú)塵工作室內(nèi)。

（5）防止工作人員造成的污染：在無(wú)菌無(wú)塵工作室內(nèi)，工作人員可能成為最大的污染源。表8-4列有在通常狀態(tài)下工作人員活動(dòng)產(chǎn)生的灰塵的數(shù)量。

表8-4工作人員活動(dòng)產(chǎn)生的灰塵的數(shù)量

圖片P508頁(yè)

為了防止灰塵的產(chǎn)生，工作人員在由兩道門(mén)組成的隔壁準(zhǔn)備室內(nèi)穿好防塵服，防塵靴，戴好防塵帽，經(jīng)過(guò)通風(fēng)浴洗凈之后，才可進(jìn)入室內(nèi)。由于在高潔凈度的空間內(nèi)，工作人員的呼吸變成重要的污染源，因此工作人員必須戴口罩或面罩，在工作中盡量避免不必要的走動(dòng)，工作中動(dòng)作要輕。

二、對(duì)清洗環(huán)境的衛(wèi)生管理

清洗作業(yè)必須有一個(gè)衛(wèi)生環(huán)境，要絕對(duì)防止由于使用劇毒藥品而引起經(jīng)皮膚中毒、經(jīng)口中毒以及有害溶劑的蒸氣經(jīng)鼻吸入而引起中毒的情況發(fā)生。

各國(guó)對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生管理都制定了嚴(yán)格的法規(guī)。如日本制定的勞動(dòng)衛(wèi)生法就有對(duì)特定化學(xué)物質(zhì)引起人體傷害的預(yù)防規(guī)則（簡(jiǎn)稱(chēng)特化則），對(duì)有機(jī)溶劑中毒預(yù)防規(guī)則（簡(jiǎn)稱(chēng)有機(jī)則）。我國(guó)勞動(dòng)衛(wèi)生法也有類(lèi)似規(guī)定。

日本特化則中對(duì)危害工作人員健康的各種強(qiáng)毒性化學(xué)物質(zhì)的使用數(shù)量有具體規(guī)定。這些物質(zhì)中與清洗工藝有關(guān)的在表8-5中作了具體說(shuō)明，例如對(duì)氯化氫以及含有氯化氫的制劑在使用中，氯化氫濃度在1%以上時(shí)就要受到法規(guī)的限制。法規(guī)對(duì)具體的設(shè)備和管理也作出具體規(guī)定。

表8-5特化則規(guī)定限制使用的化學(xué)物質(zhì)

表格P509頁(yè)

在有機(jī)則中對(duì)可能引起強(qiáng)烈中毒的有機(jī)溶劑，按它們的毒性大小，對(duì)它們使用的數(shù)量以及設(shè)備及管理作出了具體規(guī)定。根據(jù)有機(jī)溶劑的毒性大小分成劇毒、有毒、基本無(wú)毒三類(lèi)。表8-6列有它們的分類(lèi)表。

表8-6有機(jī)則適用的有機(jī)溶劑分類(lèi)

表格P509頁(yè)

在日本，室內(nèi)進(jìn)行清洗操作所使用的有機(jī)溶劑數(shù)量在允許范圍以上時(shí)，根據(jù)法規(guī)要求，必須按下列規(guī)定進(jìn)行。

（1）首先把工作及設(shè)備的計(jì)劃內(nèi)容以及預(yù)防措施的安排向上級(jí)主管部門(mén)申報(bào)。

（2）必須建立健全的防止災(zāi)害發(fā)生的預(yù)防裝置設(shè)備。如在使用第一類(lèi)和第二類(lèi)有機(jī)溶劑時(shí)，有機(jī)溶劑的蒸氣散發(fā)來(lái)源必須裝在密閉設(shè)備之中，并按規(guī)定建立相應(yīng)的排風(fēng)裝置?；蛘咴谙蜃鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)散的溶劑蒸氣的溶劑槽開(kāi)口處裝有回流冷卻器。

（3）有機(jī)溶劑的使用及管理必須由專(zhuān)人負(fù)責(zé)。此人要在有關(guān)部門(mén)組織的使用有機(jī)溶劑的專(zhuān)業(yè)技能學(xué)習(xí)班中學(xué)習(xí)過(guò)，培訓(xùn)結(jié)束后被任命為專(zhuān)職的有機(jī)溶劑作業(yè)主任，負(fù)責(zé)有關(guān)業(yè)務(wù)。

（4）經(jīng)常性的檢測(cè)工作，包括對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)空氣中有機(jī)溶劑濃度的測(cè)定，工作人員的健康定期檢查等。

對(duì)于操作環(huán)境中有機(jī)溶劑濃度，各國(guó)都有明確規(guī)定。例如美國(guó)工業(yè)實(shí)驗(yàn)室管理協(xié)會(huì)（ACGH）就規(guī)定以下兩項(xiàng)指標(biāo)：

（1）平均濃度限值（TLV），指在生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，作業(yè)環(huán)境空氣中允許的平均濃度上限值。通常允許濃度用mg?dm3作單位。

（2）工作時(shí)間內(nèi)允許的最高濃度限制（C）。

在工作時(shí)間內(nèi)定時(shí)檢測(cè)這兩項(xiàng)指標(biāo)以防止不必要的事故發(fā)生。預(yù)防有機(jī)溶劑中毒是人命關(guān)天的大事，切不可掉以輕心。由于缺乏足夠的重視，在我國(guó)曾發(fā)生過(guò)多次中毒事件，造成的危害極為嚴(yán)重。如1996年8月深圳市龍崗區(qū)輝開(kāi)科技開(kāi)發(fā)有限公司用有毒的有機(jī)溶劑正己烷作清洗劑造成76人中毒的嚴(yán)重事件。中毒癥狀為全身乏力，四肢發(fā)軟難以邁步行走，肌肉萎縮，無(wú)食欲等。嚴(yán)重者雙手卷縮成鷹爪狀握不住食具，并出現(xiàn)嚴(yán)重神經(jīng)損害癥狀。因此，在有毒有機(jī)溶劑環(huán)境中作業(yè)必須嚴(yán)格按照勞動(dòng)衛(wèi)生法規(guī)進(jìn)行。

三、對(duì)清洗環(huán)境的安全管理

除了鹵代烴合成溶劑之外，許多有機(jī)溶劑都是易燃易爆的，因此使用時(shí)對(duì)安全要特別注意。表8-7中列有用于清洗的主要可燃性有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)數(shù)據(jù)。

表8-7可燃性有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)

表格P510頁(yè)

由上表可以看出，醇類(lèi)溶劑是危險(xiǎn)程度較高的。

各國(guó)對(duì)于易燃有機(jī)溶劑的使用都有法律規(guī)定，如在日本的“關(guān)于危險(xiǎn)物品管理的政令”的消防法中，把有機(jī)溶劑規(guī)定為第四類(lèi)危險(xiǎn)物，對(duì)它們的使用數(shù)量有一定限制，超過(guò)限定數(shù)量，使用時(shí)就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)使用數(shù)量超過(guò)限定數(shù)量時(shí)，就要按法規(guī)要求辦理有關(guān)手續(xù)，如使用前要向有關(guān)負(fù)責(zé)部門(mén)申報(bào)，指定危險(xiǎn)物品取用的專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人，必須配備防止火災(zāi)和爆炸的安全裝置等。

采取的必要安全措施包括：

（1）有機(jī)溶劑密閉保存。溶劑不論是否在使用中，都應(yīng)保存在密閉狀態(tài)，并要有適當(dāng)?shù)呐艢庋b置把溶劑蒸氣安全地排放到室外。

（2）對(duì)可能造成火災(zāi)的電器裝置集中管理。電氣系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)和線路的外部匯總閘盒都要與溶劑及其蒸氣隔絕，機(jī)械中能摩擦生熱和產(chǎn)生電火花的部位也必須與溶劑隔絕?？傊芤鸹馂?zāi)的各種因素都應(yīng)考慮周到，同時(shí)要使用防爆裝置。

（3）控制空氣中溶劑蒸氣的濃度。要保持良好通風(fēng)，使空氣中溶劑蒸氣濃度保持在爆炸限度的濃度范圍之外。

（4）使用計(jì)量檢測(cè)儀器。在清洗系統(tǒng)中要安裝計(jì)量檢測(cè)儀器，不僅能掌握運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，而且在出現(xiàn)不正常情況時(shí)，能發(fā)出緊急信號(hào)，使運(yùn)轉(zhuǎn)中止并采取緊急措施。因此，這種檢測(cè)裝置應(yīng)是具備多功能的。

（5）使用火焰感知裝置。為防止火災(zāi)發(fā)生，設(shè)備內(nèi)部都裝有火焰感知裝置，并與消防設(shè)備連在一起。一旦失火，火焰感知裝置立刻能感受到并發(fā)出相應(yīng)信號(hào)和措施，如注水，阻斷空氣來(lái)源，注入氮?dú)夂推渌蝗夹詺怏w以及各種滅火劑等。

除了以上物質(zhì)的準(zhǔn)備之外，更重要的是對(duì)工作人員的防火安全教育，包括：

（1）對(duì)有關(guān)溶劑取用的安全教育，使工作人員十分了解有關(guān)溶劑的性質(zhì)和危險(xiǎn)程度。了解清洗設(shè)備的設(shè)計(jì)和有關(guān)安全措施的知識(shí)。

（2）在非常事件發(fā)生時(shí)，緊急處理能力的訓(xùn)練，在平時(shí)要進(jìn)行充分的必要訓(xùn)練，萬(wàn)一事態(tài)發(fā)生就會(huì)對(duì)應(yīng)采用的對(duì)策運(yùn)用自如。

【清洗造成的環(huán)境問(wèn)題】

一、ODS溶劑氯氟燒對(duì)臭氧層破壞

1.概述

20世紀(jì)30年代，含氟的制冷劑發(fā)明后，在美國(guó)進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)，前蘇聯(lián)、日本和歐洲各國(guó)也不甘落后，氟利昂的應(yīng)用范圍也由制冷劑擴(kuò)展到發(fā)泡劑和氣霧劑，其產(chǎn)量也與日俱增。到1986年，全球消耗臭氧層的物質(zhì)（ODS）的年消耗量髙達(dá)100多萬(wàn)噸。由于大量生產(chǎn)和使用ODS，臭氧層已受到嚴(yán)重的破壞，局部地區(qū)還出現(xiàn)了“臭氧層空洞”。美國(guó)宇航局觀測(cè)的資料表明，自1969年以來(lái)，全球除赤道以外所有地區(qū)臭氧層中臭氧的含量減少了3%?5%，全球臭氧層都已受到損壞。1985年，英國(guó)科學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)南極臭氧層已岀現(xiàn)了空洞，此外，北極、青藏高原也岀現(xiàn)了臭氧層空洞。歐洲和其他高緯度地區(qū)的臭氧層均受到了不同程度的破壞。進(jìn)一步的研究表明，臭氧層空洞的深度和面積仍在繼續(xù)擴(kuò)大，出現(xiàn)的時(shí)間也在不斷延長(zhǎng)。1995年臭氧層空洞的發(fā)生期為力天；1998年則持續(xù)了100天，而且臭氧層空洞的面積比1997年增大了15%。

2000年1月22日，世界各地的350多位科學(xué)家聚集到瑞典北部進(jìn)行一項(xiàng)臭氧層空洞研究?？茖W(xué)家們認(rèn)為，去年年底和今年1月的嚴(yán)寒已經(jīng)使北極上空的臭氧層變薄。研究表明，平流層中高濃度的破壞臭氧層物質(zhì)在不正常的低溫作用下，可使原有的臭氧層空洞變大。在過(guò)去的歲月里，北半球上空的臭氧每10年就要減少3%。

而氯氟坯類(lèi)物質(zhì)就是地球出現(xiàn)臭氧層空洞的罪魁禍?zhǔn)?。每年清洗行業(yè)中需要使用大量的氯氟坯清洗劑，并最終排放到大氣。

氯氟坯中的鹵素原子屬于極性強(qiáng)的非金屬原子，具有強(qiáng)的吸電子能力，它（們）能使烷桂鏈帶上強(qiáng)的極性。這樣的有機(jī)化合物作為有機(jī)物質(zhì)不僅具有非極性，而且具有極性。因此，它（們）在理論上既可以溶解非極性的有機(jī)污物，又可以溶解極性的無(wú)機(jī)污物，而且溶解力一般勝過(guò)其他有機(jī)溶劑，甚至一些混合有機(jī)溶劑。所以，氯（氟〉坯溶劑既可以清洗掉油脂、潤(rùn)滑油、防腐劑和漆膜等非極性污跡，又可以洗掉塵埃、金屬碎粒、氧化物等極性污跡；它們既可以浸潤(rùn)有機(jī)合成材料的印刷電路板，又可以浸潤(rùn)陶瓷基片和硅片，從而順利地把其上的污跡溶解而去除。

CFC-113和TCA等氯氟坯不僅具有上述特點(diǎn)，而且還有沸點(diǎn)低（CFC-113：47.6°C；TCA：72?78℃）、不燃燒的特點(diǎn)，這就使它（們）受到了清洗工業(yè)的青睞：溶解力強(qiáng)而廣泛，使用安全，清洗后又不需要利用加熱設(shè)備加以驅(qū)除，節(jié)省能源和資金，因而過(guò)去得到了廣泛的應(yīng)用。

然而，Cl、F原子引入碳鏈后，一方面由于F原子的大小和極性使碳鏈更加穩(wěn)定，這一點(diǎn)對(duì)于用戶是十分有利的；另一方面卻又由于它們的非金屬性位居非金屬榜首，它們一旦從分子中解離出來(lái)，其反應(yīng)性（活潑性）就會(huì)非常強(qiáng)，于是就出現(xiàn)了我們不希望看到的破壞臭氧層而貽害人類(lèi)的結(jié)果了。

2.地球的大氣組成

地球的上空是厚厚的大氣層。大氣層自近而遠(yuǎn)分別由對(duì)流層、同溫層、逸散層、電離層和熱電離層組成，見(jiàn)圖8-2。

圖8-2地球大氣層的組成

圖片P512頁(yè)

在地球大氣層中，同溫層所占高度距地面約13km至48km，主要由臭氧組成。同溫層中的臭氧是通過(guò)太陽(yáng)射線（紫外線）分解空氣中的氧氣而成的活潑性氧原子與氧氣反應(yīng)的結(jié)果。即：紫外線對(duì)空氣中的氧氣進(jìn)行作用，將其分解成活潑性氧原子：

O?（空氣中的氧氣）+hv（太陽(yáng)紫外線）→2[O]（1）

活性氧原子繼續(xù)與空氣中的氧氣反應(yīng)而生成臭氧：

[O]+O?（空氣中的氧氣）→O?（2）

當(dāng)然，反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)2個(gè)[O]原子反應(yīng)時(shí)，又會(huì)生成新的氧氣（O?）分子：

2[O]+[O]→O?（3）

新生成的臭氧分子又會(huì)分解成新的氧氣和氧原子：

O?→[O]+O?（4）

顯然，在氧氣產(chǎn)生臭氧的過(guò)程中，就把太陽(yáng)中的紫外線消耗掉了，換言之，臭氧層把絕大部分危害人類(lèi)的太陽(yáng)射線（紫外線）“過(guò)濾掉了”，把它們擋在了地球的門(mén)外，從而保護(hù)了人類(lèi)。

3.CFC等ODS破壞臭氧層機(jī)理

在正常情況下，地球表面的許多物質(zhì)無(wú)論是天然的還是人造的，當(dāng)它們升向地球上空時(shí)，在同溫層（臭氧層）以下就會(huì)與水汽接觸，而以露、雨、雪、冰雹等形式被水汽帶回地面。這往往是地球上空物質(zhì)在氣流作用下的良性循環(huán)，它基本上維持了地球的生態(tài)地貌。但是，作為ODS的氯氟桂，其特點(diǎn)是穩(wěn)定以及一旦分解又會(huì)生成非金屬性極強(qiáng)的Cl、F原子。這些氯氟坯的穩(wěn)定使它們從地面向上蒸發(fā)時(shí)，無(wú)所阻擋地往上蒸騰，穿過(guò)對(duì)流層而到達(dá)臭氧層。臭氧層中不僅有大量的紫外線，而且還一直不斷地、動(dòng)態(tài)地生成反應(yīng)性很強(qiáng)的臭氧。臭氧層中的紫外線具有很高的能量，足以打斷氯氟炷中的C1-C鍵而分離出Cl離子（Cl-）來(lái)：

公式P513頁(yè)（5）

游離氯離子①（即下列9、10兩式中的Cl-）與相當(dāng)不穩(wěn)定的臭氧分子（O?）相接觸時(shí)，就會(huì)分解臭氧分子而生成分子氧氣（O?）和次氯酸根離子（ClO-）或氯氣[3，4]：

O?+2H++2e→O?+H?OEo=+2.07V（6）

Cl-+2OH-→ClO-+H?O+2eEo=-0.89V（7）

2Cl-→Cl?+2eEo=-1.36V（8）

（6）+（7）得

O?+Cr-→O?+ClO-E=+1.18V（9）

（6）+（8）得

O?+2H++2Cl-→O?+Cl?+H?OE=+0.71V（10）

次氯酸根離子（CIO-）在陽(yáng)光作用下又會(huì)加速分解而重新生成氯離子（Cl-）和O?：

ClO-+hv→Cl-+O?（11）

氯氣也會(huì)與水作用而重新生成氯離子（C1-）：

Cl?+3H?O→2H?O++2Cl-+1/2O?（12）

顯然，由氯氟炷經(jīng)紫外線的作用而產(chǎn)生的一個(gè)氯離子就可以周而復(fù)始地進(jìn)行（9）式的反應(yīng)，而把臭氧層中數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的臭氧分子消耗掉，最終破壞掉臭氧層。

臭氧層被大量耗損后，吸收紫外線的能力大大減弱，導(dǎo)致到達(dá)地面的紫外線明顯增加，對(duì)人類(lèi)及其生存環(huán)境極為不利。試驗(yàn)證明，紫外線會(huì)損傷角膜和眼晶體從而引發(fā)白內(nèi)障、眼晶體變形。據(jù)分析，平流層的臭氧減少10%，全球白內(nèi)障的發(fā)病率將增加6%~8%，因白內(nèi)障而引起失明的人數(shù)將增加10~15萬(wàn)人。紫外線的增加還會(huì)誘發(fā)呼吸道疾病、巴塞爾皮膚瘤、鱗狀皮膚瘤和惡性黑色素瘤。臭氧濃度下降10%，惡性皮膚瘤的發(fā)病率將增加26%。此外，皮膚的免疫功能也會(huì)因紫外線的強(qiáng)烈輻射而受損傷，人體抵抗疾病的能力大大降低，大量疾病會(huì)乘虛而入。強(qiáng)烈的紫外輻射還會(huì)加快人體皮膚的老化速度。臭氧層被破壞后，地球上的植物也同樣難以幸免。近十幾年來(lái)，人們對(duì)200多個(gè)品種的植物進(jìn)行了增加紫外線照射的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有2/3的植物顯示出敏感性。一般來(lái)說(shuō)，紫外輻射的增加使植物的葉片變小，因而減少了吸收陽(yáng)光的有效面積，進(jìn)而削弱了植物的光合作用。對(duì)大豆研究的初步結(jié)果表明，紫外輻射會(huì)使其更容易受到雜草和病蟲(chóng)害的損害。據(jù)估計(jì)，臭氧層厚度減少25%，可使大豆減產(chǎn)20%~25%。紫外輻射的增加對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)也有潛在的危險(xiǎn)。同時(shí)，還會(huì)使城市內(nèi)的煙霧加劇，使橡膠、塑料等有機(jī)材料加速老化，使油漆褪色等。1943年、1955年和1970年，在洛杉磯先后出現(xiàn)的光化學(xué)煙霧事件就是由汽油燃燒后產(chǎn)生碳?xì)浠衔锏仍谧贤夤饩€照射下引起的，使該市大多數(shù)市民患了紅眼病和頭疼病?？茖W(xué)家指出，除去上述已經(jīng)確定的危害外，臭氧層破壞產(chǎn)生的其他不良影響尚在研究之中。由于地球生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)環(huán)環(huán)相扣的整體，任何一個(gè)子系統(tǒng)的破壞都會(huì)引起難以預(yù)料的連鎖反應(yīng)。由于臭氧層破壞后給地球生物帶來(lái)巨大的傷害，因而我們應(yīng)該努力找出臭氧層破壞的原因，并盡力保護(hù)臭氧層。

二、清洗劑揮發(fā)的溫室氣體效應(yīng)

所謂溫室效應(yīng)，在物理學(xué)上是指透射陽(yáng)光的密閉空間，由于與外界缺乏對(duì)流等熱交換而產(chǎn)生的保溫效應(yīng)。農(nóng)業(yè)上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及冬季北方的塑料大棚菜畦，利用的就是溫室效應(yīng)。我們居住的地球事實(shí)上也是一個(gè)“大溫室”。

在地球周?chē)拇髿庵校说獨(dú)?、氧氣外，還有各種微量氣體，如二氧化碳、水蒸氣、甲烷、氯氟桂等。這些氣體具有類(lèi)似玻璃窗和塑料膜的作用，太陽(yáng)光可通過(guò)大氣層射向地球而使地球受熱溫度升高。同時(shí)，這些氣體又能吸收部分從地面散發(fā)出來(lái)的熱能，并重新輻射出熱能，其中有一部分又回到了地表，從而減少了地表熱量向空間散失，增加了地表溫度。這種現(xiàn)象很像溫室中的情況——輻射能量進(jìn)來(lái)容易出去難，人們就把這種現(xiàn)象叫做溫室效應(yīng)。

顯然如果大氣中具有高全球變暖潛能值（GWP）的氯氟燒含量增加的話，必將會(huì)加強(qiáng)溫室效應(yīng)。以我國(guó)為例，以1999年為基準(zhǔn)年，根據(jù)各ODS消費(fèi)行業(yè)在1995—1999年的年度消費(fèi)量，估算CFC-11、CFC-12，CFC-113，CFC-114、CFC-115、哈龍-1211、哈龍-1301和CFC-13這8種物質(zhì)在1999年的排放量，并得出這些排放所帶來(lái)的ODP值為43496t，GWP值為221440440t，折合標(biāo)準(zhǔn)碳為60.3×10?t。這一數(shù)據(jù)表明，與全國(guó)溫室氣體總排放量相比，ODS排放約占到總排放GWP值的10%。由此可見(jiàn)，不能忽略O(shè)DS排放對(duì)溫室效應(yīng)的重要作用；另一方面也表明，我國(guó)淘汰ODS的過(guò)程也是減少溫室氣體排放的過(guò)程。

有人預(yù)言，若全球平均氣溫升高3°C，海平面就會(huì)因海水的膨脹和兩極冰雪的消融而上漲2?5m，就有可能淹沒(méi)大量的沿海城市，使自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)、海嘯、酷熱、旱澇等災(zāi)害就會(huì)頻頻發(fā)生，對(duì)農(nóng)、林、牧、漁生產(chǎn)和人類(lèi)生活帶來(lái)不可估量的損失。

三、化學(xué)清洗廢液對(duì)環(huán)境的污染

產(chǎn)生清洗廢料的化學(xué)清洗工程主要有堿洗、酸洗、中和、鈍化等步驟，其產(chǎn)生廢料情況如下。

1.減洗廢液

堿洗（包括堿煮）的目的是清除新建設(shè)備或裝置在制造、貯存及安裝過(guò)程中所產(chǎn)生的各種機(jī)械油、石墨脂、防銹油等油污，對(duì)在設(shè)備或裝置上的某些難溶垢（如硫酸鹽、硅酸鹽垢）進(jìn)行轉(zhuǎn)化。常用的藥劑為各種堿性鹽類(lèi)和表面活性劑，如純堿、燒堿、磷酸三鈉、三聚磷酸鈉、硅酸鈉、乳化劑、潤(rùn)濕劑等。根據(jù)不同的清洗對(duì)象及要求，在一般的清洗液中，堿性鹽類(lèi)的含量為0.5%?8%，表面活性劑為0?0.5%。堿洗后的廢液對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染影響的主要因素：（1）強(qiáng)堿性：pH>9；（2）油分：0~1000mg/L；（3）化學(xué)耗氧量（COD）：0?10000mg/L。

水體遭受堿洗廢液污染后，其堿度發(fā)生變化，水中微生物受到抑制，致使水體的自?xún)裟芰Ξa(chǎn)生阻礙。同時(shí)，魚(yú)類(lèi)及水生物也難以生存，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。堿洗廢液還可腐蝕水下建筑物和船舶等。

含油的堿洗廢液排入水體，未經(jīng)處理的油漂浮在水的表面形成油膜，使大氣與水面隔絕，破壞正常的充氧條件，導(dǎo)致水體缺氧，破壞水生植物的通氣和光合作用；同時(shí)，對(duì)水生動(dòng)物的生存也有極大影響。含油廢液進(jìn)入海洋，不僅影響海洋生物的生長(zhǎng)，降低海洋的自?xún)裟芰?，而且影響海濱的環(huán)境衛(wèi)生和使用價(jià)值。

高COD的堿洗廢液排入水體時(shí)，可導(dǎo)致水體缺氧，使水生動(dòng)植物生存困難，大量死亡，水色變渾濁，惡化環(huán)境衛(wèi)生。

2.酸洗廢液

酸洗的目的是清除新建設(shè)備或裝置中的各種鐵銹、軋制鱗片、焊接氧化物以及設(shè)備或裝置在生產(chǎn)過(guò)程中形成的水垢、銹垢、銅垢等。常用的酸洗藥劑有各種無(wú)機(jī)酸類(lèi)，如鹽酸（40?120g/L）、硝酸（60?100g/L）、氫氟酸（1?20g/L）、硫酸（80?120g/L）、磷酸（80?100g/L）、氨基磺酸（80?100g/L），有機(jī)酸類(lèi)如醋酸（100g/L）、檸檬酸（l?40g/L）、乙二胺四乙酸（20?100g/L）、羥基乙酸（10?30g/L）、甲酸（10?30g/L）以及各種添加劑如氟化氫銨、氟化鈉、緩蝕劑等。酸洗后的廢液對(duì)環(huán)境的主要污染因素：（1）強(qiáng)酸性pH<l；（2）COD：500~50000mg/L；（3）其他有害物質(zhì)：氟離子、重金屬離子等。

水體遭受酸洗廢液污染后，其危害不僅表現(xiàn)為酸和高COD對(duì)環(huán)境的破壞，酸洗廢液中所含的氟離子、重金屬離子對(duì)環(huán)境的破壞更為嚴(yán)重。水體中氟化物含量超過(guò)規(guī)定指標(biāo)時(shí)，對(duì)人體健康有不良影響，長(zhǎng)期飲用含氟高于1.5mg/L的水會(huì)引起氟中毒。氟化物能抑制烯醇化酶，影響糖代謝和細(xì)胞呼吸功能，還可與骨組織中的輕基磷灰石[3Ca?（PO?）?-Ca（OH）?]的輕基交換，并通過(guò)抑制骨磷酸化酶或與體液中的鈣離子結(jié)合，生成難溶性的氟化鈣，從而導(dǎo)致鈣、磷代謝紊亂，引起低血鈣、氟斑牙、氟骨等病癥，臨床表現(xiàn)為上、下肢骨疼痛，嚴(yán)重者發(fā)生骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)增生或變形，并發(fā)生原發(fā)性骨折。其次，氰化物能損害皮膚，使皮膚發(fā)癢、疼痛，引發(fā)濕疹及各種皮炎。在氟化物中，氫氟酸的毒性最大。含氟的廢氣中，毒性最大的也是氟化氫。氟化氫對(duì)人體的危害作用比二氧化硫大20倍，對(duì)植物的影響比二氧化硫大10~100倍。

重金屬離子不能被生物降解為無(wú)害物，含重金屬離子的廢液排入水體后，除部分被水生物、魚(yú)類(lèi)吸收外，其他大部分均沉積于水體底部，在水中的濃度隨水溫、pH值的不同而變化。冬季水溫低，重金屬鹽類(lèi)在水中溶解度小，沉積量大，水中濃度低；夏季水溫高，重金屬鹽類(lèi)在水中的溶解度大，在水中的濃度增高。水體經(jīng)重金屬離子廢液的污染后，危害持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，有些重金屬及其化合物還能在水生物體內(nèi)及農(nóng)作物組織內(nèi)累積富集而造成危害，人類(lèi)通過(guò)飲水及食物鏈的作用，使重金屬物質(zhì)在人體內(nèi)累積富集而中毒死亡。

酸洗廢液中可能含有的金屬離子有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等，其中Fe2+，F(xiàn)e3+除了有令人不愉快的鐵銹味外，對(duì)環(huán)境和人體的影響很小；皮膚接觸銅化合物，可發(fā)生皮炎和濕疹，在接觸高濃度銅化合物時(shí)，可發(fā)生皮膚壞死。眼接觸銅鹽可發(fā)生眼膜炎和眼瞼水腫，嚴(yán)重者可發(fā)生眼渾濁和潰瘍；鋅是人體必需的微量元素，正常人每天從食物中攝入10?15mg，人體缺鋅會(huì)出現(xiàn)不少不良癥狀，誤食可溶性鋅鹽對(duì)消化道黏膜有腐蝕作用。過(guò)量的鋅會(huì)引起急性腸胃炎的癥狀，如惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，偶爾腹絞痛，同時(shí)伴有頭暈、周身乏力；氯化鋅會(huì)引起腹膜炎，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致休克而死亡。

3.鈍化廢液

鈍化的目的是防止酸洗后處于活性狀態(tài)的金屬表面出現(xiàn)二次浮銹。常用的鈍化藥劑有：亞硝酸鈉（5?20g/L）、聯(lián)氨（50?100mg/L）、純堿（5?15g/L）、燒堿（5g/L）、磷酸鹽（5?15g/L）等。鈍化廢液對(duì)環(huán)境的主要污染因素為：（1）堿性：pH>9；（2）亞硝酸鹽；（3）聯(lián)氨。

鈍化廢液排入水體中，會(huì)使水體含有亞硝酸鹽或聯(lián)氨，人類(lèi)飲用含有亞硝酸鹽的水后，亞硝酸鹽在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)橹掳┪飦喯跛岚?。?lián)氨侵蝕人體皮膚、黏膜、損害體內(nèi)酶類(lèi)，對(duì)人體有極大的傷害。

4.其他廢液

在堿洗或酸洗前后，分別需進(jìn)行水沖洗和中和處理，其目的是沖洗和中和堿洗、酸洗殘液，以保證酸洗、鈍化的質(zhì)量。這部分沖洗水和中和液分別呈弱堿或弱酸性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的影響因素為：（1）堿性：pH>9；（2）酸性：pH<6。

5.有機(jī)溶劑

化學(xué)清洗有時(shí)會(huì)用到有機(jī)溶劑，如四氯化碳、二氯乙烯、三氯乙烯等鹵代繪或芳香坯溶劑。鹵代坯排入大氣會(huì)破壞臭氧層（我們前面已經(jīng)專(zhuān)門(mén)對(duì)此進(jìn)行分析），并對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)造成傷害，而芳香桂溶劑對(duì)人體有致癌作用。

6.不溶物

在化學(xué)清洗結(jié)束后，或多或少會(huì)有一些固體不溶物，其種類(lèi)較多，成分復(fù)雜，屬“三廢”中的固體廢物，它們對(duì)環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）污染土壤：固體廢物露天堆放，受風(fēng)吹、日曬、雨淋，有害成分不斷滲入地下并向周?chē)鷶U(kuò)散，破壞微生物的生存條件，阻止動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，造成土壤污染。

（2）污染水體：固體廢物隨天然降水和地表徑流進(jìn)入江河湖海，或隨風(fēng)飄遷落入水體使地面水污染；隨瀝滲水進(jìn)入土壤使地下水污染；直接排入河流、湖泊或海洋，又能造成更大的水體污染——妨礙水生生物的生存和水資源的利用。

（3）污染大氣：固體廢物中原有的粉塵及其他顆粒物，或在堆放過(guò)程中產(chǎn)生的顆粒物，受日曬、風(fēng)吹而進(jìn)入大氣，造成大氣污染。另外，固體廢物在堆放過(guò)程中因微生物分解而釋放出的有害氣體以及在處理過(guò)程中散發(fā)的有害氣體和臭味等，都將對(duì)大氣造成不同程度的污染。

（4）影響環(huán)境衛(wèi)生，傳播疾?。汗腆w廢物的堆存，會(huì)影響環(huán)境的衛(wèi)生狀況，導(dǎo)致傳染病菌的繁殖，對(duì)人們的健康構(gòu)成潛在的威脅。

（5）其他危害：某些特殊的有害固體廢物的排放，除以上各種危害外，還可能造成燃燒、爆炸、接觸中毒、嚴(yán)重腐蝕等特殊損害。

由于化學(xué)清洗廢料中含有對(duì)環(huán)境和人體產(chǎn)生污染和危害的成分，因此，在排放時(shí)，必須通過(guò)相應(yīng)的處理，以達(dá)到表8-8規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

表8-8工業(yè)廢水最高允許排放濃度單位：mg/L