一、核心環境影響：水污染（最突出）

1. 導致水體懸浮物（SS）升高，增加水處理難度

• 硅溶膠本身是納米級膠體顆粒（粒徑 10-100nm），未留著的硅溶膠會隨白水排入廢水系統，導致水體 SS 濃度上升（常規造紙廢水 SS 約 500-1500mg/L，添加硅溶膠后可能增加 10-30%）。
• 這些納米顆粒具有高比表面積和穩定性，常規沉淀池（重力沉降）難以完全去除（膠體顆粒易隨水流流失），若直接排放：
  • 地表水體中會形成 “渾濁水層”，阻擋陽光穿透，影響水生植物光合作用；
  • 進入污水處理廠后，會增加曝氣池、濾池的負荷，甚至堵塞濾料（如石英砂濾層），導致處理效率下降、能耗增加。

2. 影響水體 pH 值與硬度，干擾水處理工藝

• 硅溶膠生產和使用中需控制 pH 值（酸性硅溶膠 pH 2-4，堿性硅溶膠 pH 8-10），若堿性硅溶膠過量排放，會導致廢水 pH 升高（超過排放標準限值 6-9），需額外投加酸中和，增加水處理成本；
• 硅溶膠體系中常搭配助留劑（如 PAC、硫酸鋁），這些藥劑會引入 Ca2+、Al3+ 等金屬離子，與硅溶膠表面羥基反應形成 “硅鋁酸鹽” 沉淀，同時增加水體硬度，長期排放可能導致管網、水處理設備結垢。

3. 與輔助藥劑協同增加污染物負荷

• 為提高硅溶膠留著率，造紙中會添加大量有機助留劑（如 CPAM、陽離子淀粉），這些有機高分子未完全吸附時，會隨硅溶膠進入廢水，導致水體化學需氧量（COD）升高（貢獻 COD 約 50-200mg/L）；
• 若使用陽離子改性硅溶膠（如氨基硅烷改性），未留著的改性劑可能增加水體 “總氮（TN）” 含量，尤其在污水處理廠脫氮工藝不完善時，可能導致出水 TN 超標。

4. 低直接毒性，但可能間接影響水生生物

• 硅溶膠的核心成分是二氧化硅（與自然界石英砂、硅藻土成分一致），（LD??>5000mg/kg，對魚類、藻類的 EC??均 > 1000mg/L），不會直接導致水生生物死亡；
• 但高濃度納米硅溶膠顆粒可能吸附在水生生物鰓部、體表，形成物理屏障，影響呼吸和代謝（如魚類鰓絲堵塞導致缺氧）；同時，硅溶膠會吸附廢水中的微量有毒物質（如造紙原料中的木質素衍生物、防腐劑），增強其生物累積效應。

二、次要環境影響：大氣污染與固廢污染

1. 大氣污染（局部、低強度）

• 硅溶膠本身無揮發性，但造紙干燥環節（溫度 100-150℃）會導致硅溶膠水分蒸發，若網部、干燥部密封不佳，可能產生少量 “硅溶膠粉塵”（納米級 SiO?顆粒）：
  • 短期接觸會刺激操作人員呼吸道、眼睛（膠體顆粒吸附黏膜水分，導致干燥、瘙癢）；
  • 長期吸入高濃度納米 SiO?粉塵，可能增加 “塵肺病” 風險（雖毒性遠低于結晶型 SiO?，但需防護）；
• 若使用酸性硅溶膠，干燥過程中可能伴隨少量 HCl 揮發（源于生產中鹽酸催化劑殘留），形成酸性廢氣，腐蝕設備并刺激呼吸道。

2. 固廢污染（集中在污泥處置）

• 造紙廢水處理后會產生 “生化污泥”，未留著的硅溶膠會隨 SS 一同沉淀進入污泥，導致污泥中 SiO?含量升高（常規造紙污泥 SiO?含量約 10-20%，添加硅溶膠后可能升至 25-35%）；
• 影響：硅溶膠是惰性物質，會降低污泥的 “有機質含量”（污泥有機質是堆肥、焚燒發電的核心價值成分），導致污泥堆肥肥力下降、焚燒熱值降低；同時，污泥填埋時，硅溶膠會增加填埋場容積負荷，且長期可能影響填埋場滲濾液 pH 值。

三、潛在長期環境影響：土壤與地下水

• 若含硅溶膠的污泥用于農田堆肥（未達標處置），土壤中累積的納米 SiO?顆粒可能：
  • 改變土壤孔隙結構（納米顆粒堵塞土壤毛細管），影響土壤透氣性和保水性，進而影響植物根系生長；
  • 吸附土壤中的養分（如 N、P、K）和重金屬，降低養分有效性，或增強重金屬的生物有效性（危害農作物）；
• 若填埋場防滲層破損，含硅溶膠的滲濾液可能進入地下水，導致地下水 SS、硬度升高，雖無直接毒性，但會影響飲用水水質（需額外過濾處理）。
  

  四、環境影響控制措施（針對性解決方案）

  1. 源頭控制：減少排放基數（核心）

  • 提高硅溶膠留著率（呼應前文方案）：通過陽離子改性、優化助留體系（PAC+CPAM）、調整工藝參數，將留著率從 60-70% 提升至 85-95%，可減少 80% 以上的硅溶膠排放；
  • 優化配方：選用高穩定性硅溶膠（減少團聚流失），控制助留劑用量（避免過量導致 COD 升高），優先使用生物可降解助留劑（如陽離子淀粉替代部分 CPAM）。

  2. 過程控制：降低污染物遷移

  • 廢氣處理：干燥部加裝密封罩 + 布袋除塵器（去除硅溶膠粉塵），酸性硅溶膠使用時配套酸霧吸收塔（用 NaOH 溶液中和 HCl）；
  • 白水循環優化：采用 “多級過濾 + 氣浮” 工藝回收白水中的硅溶膠和纖維（回收率可達 70%），減少新鮮水用量和廢水排放；
  • 操作人員防護：佩戴防塵口罩、防護眼鏡，避免直接接觸高濃度硅溶膠溶液（皮膚接觸可能導致干燥脫皮）。

  3. 末端治理：強化廢水、污泥處置

  • 廢水處理：在常規 “混凝 - 沉淀 - 生化” 工藝基礎上，增加 “超濾 / 納濾” 單元（去除納米硅溶膠膠體），或投加膨潤土、活性炭（吸附膠體和有機助留劑）；
  • 污泥處置：
    • 堆肥前：通過 “洗滌 - 分離” 去除污泥中部分 SiO?（降低惰性成分比例）；
    • 焚燒：與高熱值燃料（如煤矸石）混合焚燒，彌補 SiO?導致的熱值損失；
    • 填埋：選擇防滲性能好的衛生填埋場，避免滲濾液污染地下水。

  4. 合規性保障：符合環保標準

  • 排放限值參考（以中國 GB 標準為例）：
    • 廢水：SS≤100mg/L（直接排放）、COD≤50mg/L（城鎮污水處理廠接管）、pH 6-9；
    • 廢氣：顆粒物（硅溶膠粉塵）≤10mg/m3（車間排放）；
    • 污泥：用于農田時，SiO?無明確限值，但需滿足有機質≥20%、重金屬達標（GB 4284-2018）。

  總結

  硅溶膠在造紙中的環境影響以 “水污染（SS、COD 升高）” 為核心，大氣和固廢污染為次要問題，無直接強毒性，但間接環境負荷顯著。控制關鍵在于 “源頭減少排放（提高留著率）+ 過程回收利用（白水循環）+ 末端強化處理（廢水超濾、污泥優化處置）”。通過科學管控，可將其環境影響降至行業常規水平，且因其核心成分（SiO?）的惰性，長期環境風險遠低于造紙中使用的施膠劑（如 AKD）、防腐劑（如異噻唑啉酮）等化學藥劑。
  實際生產中，需結合紙種、工藝和當地環保標準，優先采用 “源頭控制 + 循環利用” 方案（如提高留著率 + 白水回收），既降低環境影響，又減少原料浪費，實現經濟效益與環境效益雙贏。