浅谈膜污染的危害
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浅谈食品用塑料复合包装膜中溶剂残留问题食品用塑料复合包装膜在日常生活中被广泛应用,它为食品提供了有效的保护和保鲜作用,但是在使用过程中也存在一些隐患,特别是溶剂残留问题。
本文将就食品用塑料复合包装膜中溶剂残留问题进行浅谈。
食品用塑料复合包装膜通常由多种材料复合而成,如聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚乙烯醇等。
在复合加工过程中,为了提高材料的粘合性和整体性能,通常会添加一定量的溶剂进行溶解和复合。
而这些溶剂在包装膜制作完成后并不完全挥发,会残留在包装膜中。
这些残留的溶剂可能对食品产生一定的影响。
残留的溶剂可能导致食品污染。
一旦食品与包装膜接触,残留的溶剂可能会渗透到食品中,使食品受到污染。
特别是一些酸性、碱性食品,更容易受到溶剂的影响,从而对食品的品质和安全性产生影响。
溶剂残留可能对食品包装膜本身的性能产生影响。
溶剂残留可能导致包装膜的透明度、柔韧性、耐热性等性能下降,从而影响到包装膜的使用效果和保护食品的功能。
针对食品用塑料复合包装膜中溶剂残留问题,目前国内外都在积极开展相关研究。
为了解决这一问题,有必要从以下几个方面入手:加强生产过程的监管。
对于食品用塑料复合包装膜的生产过程中,应加强对溶剂使用量和残留量的监测和控制,避免溶剂残留超标。
优化生产工艺。
通过优化复合加工工艺,尽量降低溶剂使用量,控制溶剂残留的情况。
也可以通过开发新型的环保、低溶剂甚至无溶剂的食品包装膜材料,如生物降解材料、水性材料等,减少对溶剂的依赖,从根本上减少溶剂残留的问题。
在使用食品包装膜时,消费者也应尽量选择知名品牌和正规渠道购买的产品,减少食品接触到质量不合格的包装膜的可能性。
在家庭使用过程中,也应尽量避免将包装膜与酸性、碱性食品长时间接触,以免溶剂残留对食品产生不利影响。
食品用塑料复合包装膜中的溶剂残留问题是现实存在的,对食品的安全和质量都可能产生一定的影响。
针对这一问题,需要各方共同努力,通过加强监管、优化工艺、加强质量检测等多种途径进行解决。
农用残膜污染现状及治理措施摘要:通过分析农用残膜对农田环境和农作物产生的危害,针对农用残膜污染现状提出治理措施。
关键词:农用残膜;危害;污染现状;治理措施随着农业生产水平的提高,农用残膜在农业生产中的作用越来越大,促进了农民增产与增收。
但随着用量不断增大,农民的认识不够,致使农用残膜清理回收不利,土壤残留量逐年增加,给农业生态环境带来了严重的负面效应[1-4]。
因此,整治农用残膜污染刻不容缓。
1农用残膜污染的危害1.1影响土壤的物理性状,降低土壤肥力大量残留的农用地膜在土壤中很难被自然分解,影响土壤中的水、肥、气、热活动,给土壤环境带来严重污染,不利于农业的生态平衡。
其表现在:一是破坏土壤的通透性和团粒结构的形成,使土壤上下隔离,形成断层,造成土壤板结,降低了土壤的吸水、保水能力,导致有水下不去、有浆上不来,使土壤的物理性能得不到充分发挥。
二是地膜的残留会使土壤胶体吸附能力降低,有些速效性养分易流失。
三是残留农膜抑制土壤微生物的活动,使迟效性养分转化率降低,影响施入土壤有机肥养分的分解和释放,降低肥效。
1.2影响作物生长发育,造成减产地膜残留在土壤中,使种子不能很好地发芽,即使发芽,根系也因无法穿透地膜而扎不下去,达不到根深蒂固的程度,作物易遭受灾害。
如果种子播到残膜下面,发芽后也长不出来,造成缺苗断条,使作物减产。
据统计,各类作物减产幅度:玉米为11%~13%,小麦9%~10%,水稻8%~14%,大豆5.5%~9.0%,蔬菜15%~59%。
连续覆膜的时间越长,残留量越大,对作物产量影响越大,连续使用15年以后,耕地将颗粒无收。
1.3危害人体健康农膜生产过程中添加一些助剂,当农膜废弃在田间或土壤里时,其中的助剂会向土壤和水中渗透、迁移,会污染大气、土质和水域等。
特别是某些含铅、镉等重金属有毒添加剂,会先通过土壤富集于蔬菜、粮食及动物体中,人食用后直接影响健康。
1.4破坏环境,有碍观瞻残膜被丢弃于田头地角,积存于排泄渠道,散落于湖泊水体或乱挂在树枝杆头,成为白色污染的重要标志,既不雅观还可能缠绕犁头和播种机轮盘,影响田间作业。
水处理中膜污染的三种类型和对应解决方案膜污染是水处理领域中一个常见的问题,主要是指膜表面或孔道的堵塞、污染和破坏,导致膜的通量下降和该除的杂质不能有效地被滤出。
根据不同的污染物性质和膜材料特性,膜污染主要可以分为生物污染、颗粒污染和溶解物污染三种类型。
一、生物污染生物污染主要是指微生物的附着和繁殖导致的膜污染。
微生物能够通过膜孔的大小和形状附着在膜表面,并通过生产胞外聚合物形成胞囊状结构,继而扩散到整个膜。
生物污染会导致膜孔径变小、通量降低,还可能产生胞外聚合物和细胞破裂产物,使得膜表面粘附污染物,影响处理效果。
对于生物污染,常见的解决方案包括:1.物理清洗方法:常用的物理清洗方法有超声波清洗、机械刷洗和高压水清洗等。
这些方法能够有效地去除未附着的生物颗粒和胞囊状结构,但对于附着固化的生物膜效果较差。
2.化学清洗方法:利用氯、过氧化氢、次氯酸钠等强氧化性物质进行清洗,可以有效地杀灭细菌和除去生物膜。
但这些物质需要控制浓度和接触时间,避免对膜材料造成损害。
3.生物清洗方法:采用具有特定酶活性的生物酶来清除生物污染。
生物酶可以通过降解胞外聚合物和细胞破裂物质来清洗膜表面。
这种方法对于附着固化的生物膜有较好的清洁效果。
二、颗粒污染颗粒污染主要是指悬浮颗粒、胶体粒子和碎屑物质的堵塞和附着导致的膜污染。
这些颗粒物质往往会在膜表面形成过滤膜层,层层堆积最终导致通量下降。
对于颗粒污染,常见的解决方案包括:1.物理清洗方法:物理清洗方法包括超声波清洗、涡流清洗和辅助剂清洗等。
这些方法能够有效地去除膜表面的悬浮颗粒和胶体粒子,恢复膜的通量。
2.化学清洗方法:借助化学清洗剂,如酸、碱、表面活性剂等,可以溶解和分散颗粒污染物。
这些清洗剂可以在膜表面形成降低粘附能力的保护膜,防止颗粒继续附着。
3.预处理方法:通过在膜前配置粗滤器、砂滤器或沉淀池等设备,可以在一定程度上去除水中的颗粒物质,减少膜的颗粒污染。
这种方法常用于对水源中颗粒物质浓度较高的情况。
河南农业2018年第6期(上)河南省农村能源环境保护总站 主办随着农业的发展,地膜被越来越广泛地应用到农业生产中。
地膜是农业生产的重要物质资料之一,它的应用极大地促进了农业产量和效益的提高。
地膜不仅能够提高地温、保墒、保湿、保土、保肥,而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝等功能,对于那些刚出土的幼苗来说,具有护根促长等作用。
随着地膜应用量和使用年限的不断增加,许多农民仅仅看到了地膜应用带来的好处,却忽视了残留地膜对土壤环境造成的危害。
一、农用地膜的污染(一)对土壤的危害大量残留地膜造成的白色污染严重影响了农业生产。
地膜进行农业生产留下的危害主要体现在残留上,在自然条件下需要上百年时间才能完全降解,由于地膜不易分解,残留在田间的地膜会对土壤造成一系列危害,大量的残膜存在会导致土壤的物理结构层次改变,使得土壤水分、养分向下输送受到阻碍,土壤间隙和通透性降低,不利于土壤空气循环和浇灌,从而影响土壤的吸湿性,在一定程度上破坏土壤空气的循环和交换,进而影响土壤微生物的正常活动,造成土壤板结和破坏土壤理化性状,降低土壤肥力水平。
(二)对农作物的危害残膜的聚集会阻碍土壤毛管水的运动、降水和灌溉水的渗透,对土壤容重、孔隙度和通透性都会产生不良影响,造成土壤板结,地力下降。
由于残膜影响,破坏了土壤的理化性状,必然造成农作物在生长时其幼小的根系被残膜缠绕,种子发芽困难,根系生长受阻,农作物生长发育受抑制,从而导致水分、养分的吸收被阻碍,造成弱苗、死苗。
同时,残膜的隔离作用影响农作物正常吸收水分、养分,致使产量下降。
(三)对农村环境的影响由于回收残膜的局限性,加上处理回收残膜不彻底,方法欠妥,部分清理出的残膜弃于田边、地头,大风刮过后,残膜被吹至家前屋后、田间、树梢,影响农村环境景观,造成“视觉污染”。
(四)对农牧业生产的影响土壤中残留大量地膜,会影响日常农事操作,在进行耕地、整地、播种等农作时会缠绕在农具上或堵塞播种机,影响农事操作或播种的质量。
浅谈农村地膜污染与防治浅谈农村地膜污染与防治<>浅谈农村地膜污染与防治<>随着农业现代化的不断发展,农村使用地膜已成为确保农业高产稳产的重要手段。
但是随着地膜覆盖栽培年限的延长,残留地膜回收率低,土壤中残膜量逐步增加,极易造成地膜污染。
地膜覆盖是一项成熟的农业栽培技术,保水保肥、保持湿度,有效地增加和延长作物生长期,确保了农作物产量的提高。
然而,塑料属于高分子化合物,熔融指数(MI)高,极难降解,既不受微生物侵蚀,也不能自行分解,其降解周期一般为200~300年,降解过程中还会溶出有毒物质。
据统计,我国农膜年残留量高达三四十万吨,残膜率达40多,也就是说,有近一半的农膜残留在土壤中,这无疑是一个极大的隐患。
随着使用地膜栽培年限的延长,残留地膜若得不到及时回收,必然给后人带来难以解决的污染危害,对农业可持续发展构成严重威胁。
一、残留农膜对环境的危害主要表现为以下四个方面1是对土壤环境的危害。
土壤渗透是由于自由重力,水向土壤深层移动的现象。
由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性,致使重力水移动时产生较大的阻力,重力水向下移动较为缓慢,从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少,土壤含水量下降,削弱了耕地的抗旱能力。
甚至导致地下水难下渗,引起土壤次生盐碱化等严重后果。
另外,残农膜影响土壤物理性状,抑制作物生长发育。
农膜材料的主要成分是高分子化合物,在自然条件下,这些高聚物难以分解,若长期滞留地里,会影响土壤的透气性,阻碍土壤水肥的运移,影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成,最终降低土壤肥力水平,影响农作物根系的生长发育,导致作物减产。
2是对农作物的危害。
由于残膜影响和破坏了土壤理化性状,必然造成作物根系生长发育困难。
凡具有残膜的土壤,阻止根系串通,影响正常吸收水分和养分;作物株间施肥时,有大块残膜隔离则隔肥,影响肥效,致使产量下降。
据兵团环境部门测定[1]种子播在残膜上,烂种率达6.92,烂芽率5.17,棉苗侧根比正常减少4.8~7.6条,2~3片真叶期棉苗死亡1.19,子叶期棉苗死亡3.08,现蕾期推迟3~5天。
膜的污染名词解释膜,是一种常见于日常生活中的物质,具有广泛的应用领域,从科学技术到工业生产,从医疗器械到日常用品,都能看到膜的身影。
而污染,则是当膜表面或内部被外界因素所影响时,膜性能发生了改变,产生了污染物的存在。
在本文中,我们将探讨膜的污染现象及其相关的名词解释。
1. 膜的类型与应用膜,是一种较薄的物质层,具有特殊的物理结构和化学特性。
根据其制备方式和使用范围的不同,膜可分为多种类型,如过滤膜、分离膜、反渗透膜等。
这些膜在不同领域的应用广泛,如水处理、医疗、食品加工等。
2. 膜的污染现象膜的污染现象主要包括表面污染和内部污染两种形式。
表面污染是指膜表面被各种杂质覆盖、沉积或吸附,从而影响膜的透水性和分离性能。
内部污染则是指膜孔隙内部产生的污染物积聚,导致膜的传质效率下降。
3. 膜的表面污染膜的表面污染主要来源于悬浮物、蛋白质、胶体颗粒等。
这些污染物在水处理等应用中普遍存在,会沉积在膜表面形成附着物,称为膜污染层。
膜污染层的形成会导致膜的通量下降、阻力增加,降低了膜的使用寿命。
4. 膜的内部污染膜的内部污染主要来自胶体、沉淀物、微生物等。
这些物质会进入膜孔隙内部,形成膜表面和孔道的封闭性附着物,影响膜的通透性和选择性。
严重的内部污染会引发膜的堵塞和变形,从而使膜丧失分离能力。
5. 膜的污染控制与治理为了防止和减少膜的污染,需要采取一系列控制和治理方法。
首先,合理设计膜系统的操作参数,如水流速度、压力等,以减少对膜的污染。
其次,定期清洗膜表面和刷新膜孔隙,去除附着物和污染物。
最后,选择合适的防污涂层和预处理技术,提高膜的抗污染能力。
6. 膜的污染评价与分析为了对膜的污染程度进行评价和分析,可以采用多种方法,如扫描电子显微镜观察膜表面形貌,测量透水通量和溶质截留率,分析膜周围水体中的污染物浓度等。
通过这些指标的比较分析,可以判断膜系统的污染状况并制定相应的处理策略。
7. 膜污染物的生物降解为了彻底清除污染物并降低膜的污染程度,研究人员也致力于开发膜污染物的生物降解技术。
MBR膜污染概述摘要:膜生物反应器(MBR)是目前污水处理领域中的一个研究热点,但膜污染导致的运行费用的增加又限制丁它的大规模应用。
本文对膜污染形成途径、影响因素以及控制措施作了全面的概述。
关键词:MBR 膜污染影响因素控制措施随着现代化工业的迅猛发展和城市规模的不断扩大,城市用水量和废水量不断增加,造成城市水源水量日益不足,水环境日趋恶化,水资源危机日渐严峻。
用传统方法解决水污染已不能适应飞速发展的新形势,膜生物反应器(Membrane Bioreactor.简写为MBR)就是在这个环境需求动力下的产物[1],它融合了生物反应器的生物降解和膜的高效分离于一体,具有传统生化处理技术无法比拟的独到优势:出水水质良好且稳定、处理效率高、占用空间少、操作简便。
但是,膜污染在很大程度上限制了MBR的应用。
一.膜污染的形成途径膜污染的形成途径主要有三个:1.滤饼层(cake 1ayer) 主要是水透过膜时,被截留下来的部分活性污泥和胶体物质,没来得及送走就在滤压差和透过水流的作用下堆积在膜表面,形成膜污染。
2.溶解性有机物有机物的来源主要是微生物的代谢产物,它可在膜表面形成凝胶层,也可在膜内微孔表面被吸附而堵塞孔道,使膜通量下降。
3.微生物污染膜面和膜内的微孔中有微生物所需的营养物质,因而不可避免的会有大量微生物滋生。
二.影响因素影响膜污染的主要因素有:膜的性质、料液性质和膜的运行条件等(见图1)[2]。
具体影响膜污染的主要因素有:1.膜本身的特性;如膜孔径及其分布、膜材料、膜结构、膜一溶质一溶剂之间的相互作用;2.被处理的污水水质;特别是水中有机物的种类和浓度;3.操作条件如污泥泥龄、溶解氧浓度、膜面流速、温度等;4.MAR的特征尺寸,高度、曝气系统布置等;5.其他因素如微生物种群之问的相互影响、膜本身对生物膜生长的影响、细菌胞外聚合物(EPS)的组成及浓度等。
三.膜污染的防治措施1.膜组件的选择和合理优化1)膜材料选取:已经商品化的膜材料有硝化纤维素(CN)、醋酸纤维素(cA)、cN—cA混合膜、聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)、聚丙烯氰(PPc)及偏氟乙烯(PVF)等,在选择膜材料时应从材料的强度、热稳定性、化学稳定性、耐污染性能、产水性能、使用寿命、膜造价等方面进行技术分析和经济性评价来确定。
终于有人把膜污染成本算清楚了从事水研究的朋友估计或多或少都知道膜污染对纳滤和反渗透的负面影响,这方面的文献也有很多。
我们也常说膜污染会产生巨大的运行成本,但是鲜有科学文献对其进行核算。
最近,荷兰和比利时的水科学家决定一起来算一算这一笔账,并将计算结果发表在2021年的期刊《Desalination》上。
图. 膜污染成本解构 | 图源:Elsevier膜污染的影响膜污染对纳滤/反渗透系统的影响包括:透水性的损失、压力损失的增加、膜更换频率的增加、自动清洗的化学品定期投加。
然后这些运行问题会导致更高的能耗、更高的药耗以及处理能力的降低,此外还包括自动清洗设备的废物管理、故障和维修工人的费用,总之,这些最终会增加工厂的运行成本(OPEX)。
在荷兰,卷式膜常用于去矿物质水和饮用水的过滤。
荷兰代尔夫特理工(TU Delft)、比利时根特大学、荷兰KWR水应用研究所的学者开展合作,对这种膜系统的膜污染成本进行综合性的经济分析。
膜污染是膜处理工艺中无法避免,因为不可能有一个没有膜污染的空白样本,他们的处理方法是对膜污染的成本进行标准化转化,以便对不同工厂的情况进行比较。
本次研究的目的包括:1.得出RO/NF膜占总运行成本的比例2.列出成本的组成细节以及其对清洗和膜污染的贡献情况3.对比自动和手动清洗的成本考察对象研究团队一共考察了荷兰7座使用膜系统的水厂,其中4座使用纳滤,3座使用反渗透。
四座纳滤水厂的进水都是缺氧的地下井水,并采用相同的前处理工艺(10μm滤芯+膦酸酯阻垢剂)。
反渗透水厂处理的则是地表水或者市政污水处理厂的出水。
纳滤水厂生产的饮用水,而反渗透厂生产的则是去矿物质水,用于工业。
纳滤厂本身的膜污染情况不太严重,这是因为由于在缺氧环境下,金属离子多处于还原态,因此不像经曝气的水那么容易产生沉淀结垢,而且因为缺氧,也减慢了生物膜的形成。
四座纳滤厂都包含原位清洗,方法也相当接近,都有酸洗和碱洗两步,并循环三次,最后会用滤后水冲洗。
浅谈膜污染的危害
前言
膜污染是在过滤过程中,水中的微粒、胶体粒子或者溶质大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特征的不可逆变化现象[2]。
膜受到污染后主要表现为膜的渗透通量减小,同时伴有水质变差,也使膜的使用寿命缩短,加大处理费用。
对于超滤膜来说,一旦水与膜接触污染就开始,随着凝胶层形成,膜的透水量逐渐下降,所加压力的作用逐渐不明显,在此状态下运行的膜使用后必须进行清洗,以恢复其透水性能[3]。
1试验方法和装置
如图1所示,炭滤后水又管道进入超滤系统的原水箱,经过超滤装置进入产水箱。
系统设置水泵、流量计、真空表及阀门。
图1 浸没式超滤系统处理工艺流程图
1-PLC自控系统;2-原水水箱;3-浸没式超滤组件;4-曝气头;5-曝气风机;6-反冲电磁阀;7-反冲泵;8-产生压力表;9-产水电磁阀;10-產水泵;11-产水箱;12-加药系统。
2试验结果与讨论
为了研究操作条件对浸没式超滤膜污染的影响,试验从改变运行周期设计了3组试验,一组试验周期为1周,然后进行化学维护性清洗(次氯酸钠有效氯浓度224mg/l),保证初始条件基本相同,再进行下一组试验。
浸没式超滤系统在不同操作条件下跨膜压差变化值如下表1。
表 1 浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值
表3是浸没式超滤系统不同操作条件下跨膜压差变化值。
由表3可知,不同运行周期下,浸没式超滤系统膜污染变化较大。
不同操作条件下,膜污染跨膜压差变化如下图2至图4。
图2 运行1分钟、停止1分钟跨膜压差变化
图3 运行5分钟、停止1分钟跨膜压差变化
图4 运行10分钟、停止1分钟跨膜压差变化
从图2、图3和图4可以得出,运行时间对浸没式超滤膜影响最大,运行时间越长,膜污染增长越快。
抽吸时间越短,可能主要为吸附污染,膜表面形成还没有密实,凝胶层中有多个小孔分布,而抽吸时间越长,凝胶层可能变得非常密实,大大降低超滤膜的膜通量,膜阻力增长越快。
当停止运行后,膜两侧的压力降为零,膜表面的污染物脱落下来,但是运行时间越长,越难以脱落。
运行周期中的停抽时间和抽吸时间直接影响对膜可逆污染的控制效果。
抽停时间越长,跨膜压差增长越大,抽吸时间越短,越有利于减缓膜污染。
因此理论上,抽吸时间越短,停抽时间越长越有利于控制膜污染。
但是为了提高系统的产水率,系统的运行时间需要综合考虑各因素才能确定。
3结论
通过分析浸没式超滤不同运行周期的膜污染,结果显示选择合理的停抽时间和抽吸时间对膜的稳定运行非常重要。
当运行时间为1分钟时,跨膜压差最小,而运行时间为10分钟时,跨膜压差最大,说明运行周期中停抽时间和抽吸时间对膜污染影响比较大,抽吸时间越短,膜污染程度越小。
因此在选择超滤运行周期时,要综合考虑产水量,膜清洗费用等因素。
参考文献
[1]环国兰,张宇峰,杜启云.膜污染分析与防治[J].水处理技术,2003,29(1):1-4.
[2]刘忠洲,续曙光,李锁定.微滤·超滤过程中的膜污染与清洗[J].水处理技术,1997,23(4):187-193.。