摘要：目前外墙清洗已成为城市建筑物清洁和美容必选的工艺。在清洗外墙时要选用适合的洗涤剂，否则会造成人员伤亡、建筑物外墙损伤，为此本文主要探讨了洗涤剂配方中几种人们可能选用的酸和碱及溶剂的性质及它们的安全性，以期在今后清洗外墙时能安全的使用清洁剂。

　　关键词：外墙洗涤剂 毒性 安全性氢氟酸

　　一、前言

　　提起外墙清洗这个概念，还真是较近代产生的。如果从农村走到较小的城市再到大都会你会看到建筑物外墙从高度到材质的巨大变化，可以体会到人们生活越来越富裕，越来越采用高档且丰富多样的建筑材料。

　　原来的土坯墙脏了不用洗；砖墙脏了也不用洗，了不得刷灰色或砖红色的涂料，打了腻子的白墙再刷一层大白；而瓷砖、抛光的装饰石材、玻璃以及金属材质的墙面脏了你就不得不洗了，而且些墙上出现的锈斑（有些是金属构件造成的，有些是石材内含有的金属元素造成的）、水泥残留物、墙缝吐出的白华等病变除了用水洗以外还得加入清洁剂，更有现在空气中的污染成分随着工业化的进程变得越来越复杂（如化工厂排入空气中的S02、CO2、NO2等酸性气体），还有排放的各种油污雾气混合着其它酸性成分粘附在墙体上，并侵入墙体，进而腐蚀墙体，造成墙面坑凹不平、孔洞、加大裂隙等病变，这就更得要求把这些有害污物清洗下去，要清洗这些污垢就必须加入相应的清洁剂才能达到清洗的目的。

　　二、外墙清洗用清洁剂

　　那么我们现在谈谈清洁剂的问题。

　　墙面上尘土一般用清水即可清洗干净；如果墙面很长时间不清洗，尘土变成了泥粘附在墙上，就得用一些中性的含表面活性剂的清洁剂来清洗了。这些清洁剂一般比较安全，只要人体的某些部位不长时间浸泡其中、眼睛不接触到清洁剂就问题不大。但长时间接触表面活性剂会把皮肤表面的油脂、水分脱掉，造成皮肤干裂；眼睛更是会乳化造成大问题，所以干活时要求穿戴防护衣服、手套，戴眼镜；一旦清洁剂溅到眼睛里必须立刻用大量的水冲洗。

　　现在我们先着重谈谈含有酸的清洁剂。在清洗锈斑、白华这类病变以及残留水泥等污垢时应该用酸性的清洁剂。锈斑是氧化铁（Fe2O3），呈红褐色，特别显眼、特别难看，用酸与其反应生成可溶性、无色的氯化亚铁（FeCl2），（反应方程式：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O)即可清洗去除。水泥的主要成分是：碳酸钙、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙（3CaO•SiO2、2CaO•SiO2、3CaO•Al2O3、CaCO3）以其中CaCO3为例，盐酸会与其反应：CaCO3+2HCL=CaCl2+H2O+CO2↑生成的CaCl2是可溶性的盐，于是水泥被清洗去除；白华是碳酸氢钙和硫酸钙（Ca(HCO)2、CaSO4）也可以与盐酸反应生成氯化钙，氯化钙溶解性大，白华被清洗去除。因此对某些污垢选用酸性洗涤剂是正确的。

　　使用酸性清洁剂能满足我们的清洁要求，但也提出了安全性的问题。

　　我们讨论一下酸;酸有强酸、弱酸之分，强酸和弱酸的区别是在于酸溶于水中的电离情况，若完全电离(或大部分电离)则为强酸；若不能完全电离（或少量电离）则为弱酸。但需要说明的是，这是需要在足够的水环境中。又有特例，比如浓硫酸，其氢离子没有完全电离，但仍然是强酸，这主要是还要看其结构。弱酸在水中一部分以离子形式存在，一部分以分子形式存在，弱酸的书写形式只能写化学式不能写离子式。强酸有硫酸、硝酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸等等；弱酸有碳酸、磷酸、氢氟酸、草酸、柠檬酸、醋酸等等。我们为了使用过程的安全，往往选用弱酸，弱酸的种类很多，我们在工作中使用哪种弱酸好呢？

　　在我们上面举出的几种弱酸中，首先谈谈碳酸。碳酸是一种很难单独存在的酸，碳酸（H2CO3)是一种二元弱酸，电离常数都很小。在常温、常压下，二氧化碳饱和溶液的浓度约为0．033mol/L，pH为4。二氧化碳在溶液中大部分是以微弱结合的水合物形式存在，只有一小部分形成碳酸（H2CO3）。在常温时，CO2∶H2CO3为600∶1。碳酸的热稳定性很差，从来没有以纯酸的形式分离出来过，温度稍高一些，便会分解出二氧化碳气。所以不能选用碳酸。

　　再看醋酸，醋酸是无色澄清液体，具有强烈刺激性醋味。密度1.049g/cm3，易挥发。溶于水、醇、醚。醋酸弱酸性，无水则几乎不导电，加水稀释时电离度增大，H+离子浓度也随之加大，但稀释至2mol/L以下电离度仍徐徐增加，而H+浓度缓缓下降，具有弱酸的通性。醋酸与乙炔反应，可聚合成聚醋酸乙烯，是乳胶和制维尼纶纤维的原料，醋酸还是生产其它产品的重要化工原料。另外、醋酸对普通钢材的腐蚀也很严重，如果洗外墙时遇到有钢铁部件就会发生腐蚀现象，结果洗好了外墙，但损坏了钢铁部件，还得赔钱。所以我们不选醋酸。

　　再看一下磷酸，因其含磷，会使土地及水中富营养化、不环保，而且在洗涤剂的标准中有明确的规定，要求限磷禁磷，我们也就不应该选用磷酸。

　　三、氢氟酸的危害

　　我们必须着重讨论一下氢氟酸，因其毒性巨大，所以我们把它单列一章来讨论。在人体内必需的元素中，人体对氟含量最为敏感，从满足人体对氟的需要到由于氟过多而导致中毒的量之间相差不多，因此氟对人体的安全范围比其他微量元素窄得多．所以，要更加注意自然界、饮水及食物中氟含量对人体健康的影响，尤其是工业排放的氟对环境污染和人类带来的危害。

　　人体对氟的生理需要量为0.5mg•d－１～1mg•d－１，一般情况下，每日摄取的氟大部分来自饮用水．进入人体的氟并不能完全被吸收，不同状态的氟在人体内的吸收率也不一样，饮用水中的氟有90%(质量分数)被吸收．氟在人体中主要分布在骨骼、牙齿、指甲和毛发中，尤以牙釉质中含量最多，氟的摄入量多少也表现在牙齿上．当人体缺氟时，会患龋齿，氟多了又会患斑釉齿，如果再多还会患氟骨症等一系列病(见表)．

　　龋齿就是俗称为虫牙的牙病，在儿童中常见．龋齿发生的原因并不是如通常所说是“糖吃多了，生了虫子，把牙蛀上了窟窿”，而是由于缺氟．在缺氟的情况下，牙齿的主要成分羟磷灰石［Ca5(OH)(PO4)3］容易受酸类腐蚀；当体内有充足的氟时，就与羟磷灰石作用，取代其中的羟基生成氟磷灰石［CaF2•Ca3(PO4)2］，这是构成牙釉质的基本成分，氟磷灰石光滑坚硬，耐酸耐磨．另外氟还能抑制牙齿上残留食物的酸化，因此具有防龋作用．

　　斑釉齿表现为牙釉面有缺乏光泽的白垩状斑块或黄褐色、黑色斑点，有的牙齿形状还发生变化，如出现条状或点状凹陷．斑釉齿可能是由于氟过多妨碍了牙齿钙化酶活性，使牙齿钙化不能正常进行，色素在牙釉质表面沉着，使牙齿变色并发育不全．

　　市场上出售的氟化牙膏含有氟化钠或氟化锶等，有防龋作用，适用于缺氟地区。是否需要选用这种牙膏最好听取卫生部门或牙医的建议．

　　从这里我们知道我们人体中含有氟，而且离不开氟，但因需要量极微。人为的增加对其接触是非常危险的。

　　氢氟酸即氟化氢的水溶液，无色透明，有强烈刺激性气味，并有强烈腐蚀性。氟是最活泼的非金属元素之一，无水的或低浓度的氢氟酸为强酸；一般浓度的氢氟酸（即市售的通常浓度约47%，）窗体顶端其解离常数Kd约为盐酸的千分之一（这是由于氟与氢离子结合较牢，电离常数K=3.5×10^-4)，所以一般浓度的氢氟酸是一种弱酸。

　　由於其酸性较一般强酸，如盐酸、硫酸等为低，因此对皮肤的刺激较弱，导致患者的皮肤初接触氢氟酸时，可能没有立即明显的症状，延误治疗的时机。未电离的非极性的氢氟酸是一种高脂溶性的无机化合物，可立即穿过细胞膜到达组织深部，与体内钙、镁等阳离子结合，产生难溶的氟化钙或氟化镁等盐类，不断解离而渗透到深层组织，溶解细胞膜，造成表皮、真皮、皮下组织乃至肌层液化坏死。氟离子与组织中的钙和镁离子结合形成难溶性盐。钙离子的减少使细胞膜对钾离子的通透性增加，钾离子从细胞内到细胞外导致神经细胞的去极化而引起剧痛，此时，氢氟酸经皮肤吸收已经引起严重中毒。皮肤损害程度与氢氟酸浓度、接触时间、接触部位及处理方法有关。浓度越高,接触时间越长,受害组织越柔软或致密,作用就越迅速而强烈。接触30％左右低浓度氢氟酸时,常经数小时才开始出现疼痛及皮肤灼伤。局部皮损初起呈红斑,随即转为有红晕的白色水肿，继而变为淡青灰色坏死，而后复以棕褐色或黑色厚痂,脱痂后形成溃疡。手指部位的损害常转为大疱，甲板也常同时受累，甲床与甲周红肿；严重时甲下水疱形成,甲床与甲板分离。高浓度灼伤常呈现进行性坏死,溃疡愈合缓慢。严重者累及局部骨骼，尤以指骨为多见。表现为指间关节狭窄,关节面粗糙，边缘不整，皮质增生，髓腔狭小，乃至骨质吸收等类似骨髓炎的征象。氢氟酸酸雾可引起皮肤瘙痒及皮炎。剂量大时亦可造成皮肤、胃肠道和呼吸道粘膜的灼伤；眼接触高浓度氢氟酸后,局部剧痛,并迅速形成白色假膜样混浊,如处理不及时可引起角膜穿孔。吸入非离子状态的高浓度的氢氟酸酸雾，引起支气管炎和出血性肺水肿，估计人摄入1.5g氢氟酸可致立即死亡。在人体内部，氢氟酸与钙离子和镁离子反应，使靠钙、镁两种离子发挥机能的器官丧失作用，患者因低血钙出现抽搐,心电图Q-T间期延长,心室颤动发作。如果不进行处理，最终导致心、肝、肾和神经系统的严重甚至是致命损伤。

　　正因为如此，接触氢氟酸后的初始救护措施非常重要，通常在接触部位涂上葡萄糖酸钙凝胶。如果接触范围过广，又或者延误时间太长的话，医护人员可能会在动脉或周围组织中注射钙盐溶液。但无论如何，接触氢氟酸后必须得到及时并且专业的护理。

　　即使能得到及时治疗，身体表面10%的面积暴露在氢氟酸中也会是致命的。（身体少于2%的面积暴露在氢氟酸中也有可能是致命的。）吞服高浓度的氢氟酸溶液会导致急性的低血钙症，导致心脏停搏及死亡。

　　另外，听起来可能很荒谬，尽管理论上氢氟酸是一种弱酸——但是氢氟酸却能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃（二氧化硅）。其反应方程式如下：

　　SiO2(s)+6HF(aq)→H2[SiF6](aq)+2H2O(l)

　　人类用氢氟酸的这一性质刻蚀玻璃，在玻璃上雕刻出各种美丽的图案，并使同一个平面有不同透光度的多个层次，给人以无限的遐想；玻璃仪器的不同透光部位，也需要利用氢氟酸可与玻璃反应的这一性质。我们介绍氢氟酸的这一性质对我们今天的课题有什么用呢？那就是，氢氟酸会腐蚀玻璃，所以洗外墙用的洗涤剂中不得有氢氟酸，因为我们在洗外墙时很少遇到没有玻璃的。