一种纺织服装产品水碱性化足迹的核算方法与流程

本发明属于纺织产品的治污领域，涉及了一种纺织服装产品水碱性化足迹的核算方法。

背景技术：

纺织化学品的大量使用，使纺织服装生产废水的水质呈现多元复杂化的趋势，且易造成水体富营养化、水体生态毒性、水体酸化、水碱性化等多重环境影响。氮、磷等元素使水生生物大量繁殖造成有机物积蓄，形成水体富营养化；水体生态毒性指重金属、苯酚类等污染物对水体生态环境造成的毒性影响；水体酸化和水碱性化分别用来描述废水污染物对水体酸碱度的影响。水体酸碱度通常用ph值来表示，但ph值只是酸碱程度的衡量标准，不能量化碱性化对水环境的影响，也不能体现各类废水污染物的碱性化贡献度。现有的量化废水污染物环境影响的指标有水体富营养化足迹、水体酸化足迹、水体毒性足迹等，但尚无水体碱性化环境影响的量化指标。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种纺织服装产品水碱性化足迹的核算方法，针对现有技术中的缺陷，量化纺织服装产品生产过程中排放的废水污染物造成的水体碱性化环境影响负荷。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种纺织服装产品水碱性化足迹的核算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)定义水碱性化足迹；

(2)构建水碱性化足迹特征因子核算模型：

构建水碱性化足迹特征因子模型，采用式1计算水碱性化足迹特征因子：

式中，cfal,i为水碱性化足迹特征因子，即单位废水污染物i相对于参考物质oh^-接受h⁺的潜力，kg/kg；和[oh^-]分别为废水污染物i和oh^-接受h⁺的潜力，无量纲；moli和分别为废水污染物i和oh^-的摩尔质量，g/mol；

(3)构建水碱性化足迹核算模型：

结合造成水体碱化的废水污染物类别及污染物质量，采用式2来量化废水污染物的水碱性化潜在环境影响：

式中，wfal为水碱性化足迹，kgoh^-eq；mi为废水污染物i的质量，kg。

优选后，所述步骤(1)定义水碱性化足迹：将水碱性化定义为废水污染物接受h⁺的能力，水碱性化足迹则定义为废水污染物对水体造成碱性化的影响潜力值。如此定义“水碱性化”与“水碱性化足迹”，易于检测各个因子，方便计算

优选后，所述(2)在构建水碱性化足迹特征因子模型之前，制定废水污染物质清单，将具有碱性化环境影响特征的物质归类，并统计质量。

优选后，根据水体碱性化环境影响特征，选择oh^-为水碱性化环境影响的特征物质，即水碱性化足迹特征因子核算模型中的参考物质为oh^-。oh^-是水体碱性化直接原因，以oh^-为水碱性化环境影响的特征物质，得到的核算结果能够较为准确的反应水碱性化影响的程度。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种纺织服装产品水碱性化足迹的核算方法，针对现有技术中的缺陷，量化纺织服装产品生产过程中排放的废水污染物造成的水体碱性化环境影响负荷。水碱性化足迹基于生命周期理论，计算步骤客观简洁，能够量化纺织工业生产具体工序造成的水碱性化环境影响，从而针对性地治污，解决无法量化生产过程中水碱性化环境影响的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为粘胶纤维织物染整生产工艺及产污节点；

图2为粘胶纤维织物染整工艺链段的水碱性化足迹结果。

具体实施方式

如图1至2所示，量化潜在水体碱性化影响的核算方法主要包括三部分。第一部分为定义水碱性化足迹；第二部分为构建水碱性化足迹特征因子核算模型；第三部分为构建水碱性化足迹核算模型。具体步骤为：

1、定义水碱性化足迹

定义水碱性化足迹，量化废水污染物造成的潜在水体碱性化影响，并对其基本概念进行如下定义：水碱性化足迹指根据废水污染物接受h⁺的能力和废水污染物的质量来量化废水污染物的水体碱性化环境影响负荷。

2、构建水碱性化足迹特征因子核算模型：

2.1制定废水污染物质清单，将具有碱性化环境影响特征的物质归类，并统计质量。

2.2根据碱性化环境影响特征选择特征物质，构建水碱性化足迹特征因子核算模型。

本发明选择oh^-作为水体碱性化环境影响的特征物质，由式1计算水碱性化足迹特征因子：

式中，cfal,i为水碱性化足迹特征因子，即单位废水污染物i相对于参考物质oh^-接受h⁺的潜力，kg/kg；[i]和[oh^-]分别为废水污染物i和oh^-接受h⁺的潜力，无量纲；moli和分别为废水污染物i和oh^-的摩尔质量，g/mol。

3、构建水碱性化足迹核算模型

结合造成水体碱化的废水污染物类别及污染物质量，由式2量化污染物的潜在水体碱性化环境影响：

式中，wfal为水碱性化足迹，kgoh^-eq；mi为废水污染物i的质量，kg。

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：

对某印染企业进行水碱性化足迹研究，将染整工序链段分为三个单元模块：前处理、染色和后整理。根据纺织服装工业生产投入、产出的特点设定核算边界，收集数据，对三个单元模块的水碱性化环境影响负荷进行量化。

该公司的主要生产情况：产品以粘胶纤维染色面料为主，主要原料为粘胶纤维坯布，辅料为活性染料和助剂等，产量为5×10⁷米/年。生产工艺主要是前处理、染色和后整理三道工序。具体生产工艺及产污节点见图1。

步骤一

图1所示为该印染企业粘胶纤维织物染整生产工艺及产污节点，表1为染整各工序链段的碱性废水排放情况。由此，确定造成水体碱性化环境影响的废水污染物，制定碱性化废水污染物清单，单位为kg。

表1染整各工序链段的碱性废水排放情况

步骤二

由式1计算清单中废水污染物的特征因子，氢氧化钠和碳酸钠的特征因子分别为0.425kg/kg和0.321kg/kg。

步骤三

3.1根据水碱性化足迹的核算模型量化各工序链段的水体碱性化环境影响负荷。根据表1可知，染整工艺链段中，退煮、漂白和染色阶段排放的氢氧化钠和碳酸钠造成水体碱性化。以1km粘胶纤维织物为功能单位，由式3计算1km织物染整工艺链段的水碱性化足迹，计算结果如图2所示。

3.2由式4计算1km织物染整全工艺链段的水碱性化足迹，计算结果为7.328kgoh^-eq。

通过实例计算，可以看出，粘胶纤维织物染整工艺水碱性化足迹结果能够比较各工艺链段造成的水体碱性化影响，并能确定造成水碱性化足迹的污染源。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。