(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811419646.8
(22)申请日 2018.11.26
(71)申请人 上海化工研究院有限公司
地址 200062 上海市普陀区云岭东路345号
(72)发明人 张杨 李森 张宏玲 唐俊杰
陈杲 徐思遥 许明言 宋一帆
商照聪
(74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限
公司 31225
代理人 赵志远
(51)Int.Cl.
C09K 17/40(2006.01)
C09K 17/52(2006.01)
B09C 1/08(2006.01)
(54)发明名称一种用于有机物污染土壤的修复材料及修复方法(57)摘要本发明涉及一种用于有机物污染土壤的修复材料及修复方法，修复材料包括以下质量百分比的原料：发泡剂10％～20％；无机盐1％～5％；氧化剂1％～5％；淀粉5％～15％；增稠剂1％～5％；去离子水60％～75％。本发明6小时后，挥发性有机物的阻断率在80％以上，24小时反应时间后，多环芳烃经泡沫中的氧化剂去除率为85％以上。与现有技术相比，本发明的泡沫耦合氧化剂修复材料及修复方法，能有效阻断并去除挥发性有机物，制备工艺简单，绿可降解，无二次污染，节能环保，在污染场地有机污染物的氧化修复、异味阻断、危险化学品泄露的应急救援等方 面有潜在的应用前景。权利要求书1页 说明书7页 附图1页CN 109628102 A 2019.04.16
C N 109628102
A
1.一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，该修复材料包括以下质量百分
比的原料：
2.根据权利要求1所述的一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，所述的发泡剂选自蛋白、烷基磺酸钠、烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、烯烃硫酸钠、酯硫酸钠或酯磺酸钠中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，所述的无机盐选自硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐或氯金属盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，所述的氧化剂为过氧化物、过硫酸盐或高锰酸盐中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，所述的淀粉选自支链淀粉或直链淀粉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种用于有机物污染土壤的修复材料，其特征在于，所述的增稠剂选自黄明胶、卡拉胶、果胶或纤维素中的一种或几种。
7.一种采用如权利要求1～6任一所述修复材料用于有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将发泡剂、无机盐、氧化剂、淀粉、增稠剂以及去离子水按照比例混合，搅拌均匀形成泡沫；
(2)将步骤(1)得到的泡沫覆盖在待修复的含有挥发性有机物的污染土壤表面即可。
8.根据权利要求7所述的一种用于有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌的的速率为10～10000r/min，搅拌时间为0.5～20min。
9.根据权利要求7所述的一种用于有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，所述的修复材料在待修复土壤表面的厚度为0.1～50cm。
10.根据权利要求7所述的一种用于有机物污染土壤的修复方法，其特征在于，所述的挥发性有机物包括易挥发有机物和半挥发有机物，所述易挥发有机物包括四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烯、二溴乙烯、三氯乙烯、氯甲烷、正庚烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、甲苯或二甲苯中的一种；所述半挥发性有机物包括萘、蒽、菲、芘、荧蒽、苯并(a)芘、二苯并蒽或茚并[1,2,3-cd]芘中的一种。
权 利 要 求 书1/1页CN 109628102 A
一种用于有机物污染土壤的修复材料及修复方法
技术领域
[0001]本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种用于有机物污染土壤的修复材料及 修复方法。
背景技术
[0002]随着我国建设发展的不断进步，土壤环境的污染态势愈加严重。土壤污染的 危害众多，会使本就紧缺的耕地资源更加匮乏，同时给农业发展带来不利影响；土 壤中的污染物会在土壤中迁移或滞留，对周围的环境造成长时间持续的影响；土壤 污染会对经济建设造成恶劣影响，严重阻碍经济的可持续发展；土壤污染极大的威 胁人类的身体和健康，同时也与其他污染有着复杂的交互影响。
[0003]针对污染土壤修复过程中产生的异味及挥发性污染物，国内通用技术为搭建 临时异味储存仓库、或者使用充气大棚及钢结构大棚等对土壤进行遮蔽，上述构建 物存在造价昂贵、无法移动、收集的尾气需要处理易造成二次污染等缺点。目前在 国内外开始探寻用泡沫来抑制易燃有毒化学品的蒸发。
[0004]Scott Metcalfe(Pollution Engineering,2005(2):12-15)报导了3种抑制制气厂 污染场地异味及VOCs污染物的方法：临时仓储收集、薄膜覆盖及水性泡沫覆盖。 水性泡沫覆盖的方法具有使用方便、作用时间长、效果好、经济性高、不耽误施工 进度、无二次污染等优点。其方法是将水性泡沫喷洒在制气厂污染区域，可在13-14 小时内有效抑制恶臭及VOCs污染物的释放。
[0005]专利US7659316(B2)(2007)涉及一种泡沫组合物，适合于如垃圾填埋场的 覆盖，森林防火，挥发性气体排放控制等领域。泡沫由水解蛋白、硫酸亚铁、阳离 子改性淀粉和其他成分组成。专利涉及不同泡沫配方对发泡液粘度的影响，针对泡 沫的具体应用案例、效果及评价方法并未提及。
[0006]专利CN201310431852.1(2014)发明了一种泡沫治理污染土壤的方法，泡沫 组份为：水解蛋白、阳离子改性淀粉GPC X201、FeSO4、已二醇、4-氯-2苄斟苯 酚、木质素磺酸钠、多糖黄原胶、聚丙烯酰胺和水。其治理方法是将发泡后的泡沫 覆盖于污染土壤表层，利用泡沫的表面吸附能力和杀菌成份吸附和消解土壤中的污 染物，经过二十个小时以上，将泡沫清理后再次喷洒泡沫，循环直至土壤达标。此 方法仅涉及泡沫对污染土壤的修复降解作用，而未提及泡沫对异味恶臭的阻断功 能。
[0007]李建华等(消防技术与产品信息，2000，8：24-26)评价了泡沫灭火剂对易 燃或有毒液体泄滩实施覆盖的效果，结果发现水成膜对正己烷的覆盖效果最好，有 效覆盖时间可达120min。但是水成膜中含氟，可能对环境造成二次污染。
[0008]Mulligan C.N.(Engineering Geology,2003,11:269-279)等研究了经表面活性剂 改性的泡沫对(PCP)污染土壤的修复效果。其方法是将泡沫作为淋洗液 注射进污染土壤，结果发现在泡沫中加入1％的曲拉通X-100可去除土壤中85％的 PCP。添加了表面活性剂的泡沫淋洗液比表面活性剂淋洗液能更有效去除土壤中的 PCP污染物。此研究
中涉及的泡沫注射进污染土壤并将污染物淋洗去除的方法，与 本专利提及的将泡沫覆盖在污染场地表面，从而抑制并消除场地异味及VOCs污染 物的方法，两者应用原理并不相同。
[0009]专利CN103230916A(2013)发明了一种泡沫抑制粉尘的方法，其方法是将泡沫 溶液添加到防尘喷雾喷咀的水箱中，经雾化喷嘴喷出形成细雾，经多个喷嘴形成大 量雾化泡沫覆盖区，使雾化泡沫覆盖区域内的扬尘绝大部分被吸附于泡沫上，并随 水雾沉降以达到理想的抑尘效果。泡沫主要成分为非离子表面活性剂、阴离子表 面活性剂、吸湿性无机盐凝聚剂、助乳化剂。此专利仅涉及泡沫在抑制粉尘方面 的应用，并未涉及泡沫抑制异味及挥发性污染物的应用。
发明内容
[0010]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于有机物 污染土壤的修复材料及修复方法。
[0011]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于有机物污染土壤的修复 材料，该修复材料包括以下质量百分比的原料：
[0012]
[0013]
[0014]上述材料中发泡剂经搅拌可形成泡沫层，用于阻断污染场地逸散出的挥发性污 染物及异味；氧化剂氧化降解污染场地土壤中的半挥发性污染物，对污染场地进行 初步修复；无机盐、淀粉及增稠剂起到稳泡作用，增强泡沫结构的稳定性增加泡沫 的衰减时间，延长泡沫修复材料对污染场地的阻断修复时间。本项目申请的泡沫阻 断修复材料绿无污染，可自然降解，阻断污染场地中的挥发性及半挥发性有机污 染物向大气挥发，同时降低污染物浓度的作用。本申请涉及的泡沫阻断修复材料兼 具对恶臭异味及VOCs污染物逸散的阻断效果，以及对多环芳烃等半挥发性污染物 的氧化降解效果。
[0015]优选的，所述的发泡剂选自蛋白、烷基磺酸钠、烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、烯 烃硫酸钠、酯硫酸钠或酯磺酸钠中的一种或几种。上述发泡剂属表面活性剂类发泡 剂，发泡量大，绿无二次污染，可自降解。
[0016]优选的，所述无机盐选自硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐或氯金属盐中的一种或多种。[0017]优选的，所述的氧化剂为过氧化物、过硫酸盐、高锰酸盐中的一种或几种。[0018]优选的，所述的淀粉选自支链淀粉或直链淀粉中的一种或几种。
[0019]优选的，所述的增稠剂选自黄明胶、卡拉胶、果胶或纤维素中的一种或几种。 上述增稠剂属于纤维素类及天然高分子类增稠剂，对环境及人体无毒，在水性溶液 中易于溶解分散，利于泡沫修复材料的制备合成。
[0020]一种采用如上所述修复材料用于有机物污染土壤的修复方法，包括以下步骤：[0021](1)将发泡剂、无机盐、氧化剂、淀粉、增稠剂以及去离子水按照比例混合， 搅拌均匀形成泡沫；
[0022](2)将步骤(1)得到的泡沫覆盖在待修复的含有挥发性有机物的污染土壤表 面即可。
[0023]步骤(1)中搅拌的的速率为10～10000r/min，搅拌时间为0.5～20min。
[0024]优选的，所述的修复材料在待修复土壤表面的厚度为0.1～50cm。泡沫覆盖层 在土壤表面需要达到一定厚度，覆盖层太薄无法保证泡沫层对场地中有机污染物的 阻断及降解效果；覆盖层太厚会增加泡沫层的自降解时间及修复成本。
[0025]优选的，所述的挥发性有机物包括易挥发有机物和半挥发有机物，所述易挥发 有机物包括四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烯、二溴乙烯、三氯乙烯、氯甲烷、 正庚烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、甲苯或二甲苯中的一种；所述半挥发性有机物 包括萘、蒽、菲、芘、荧蒽、苯并(a)芘、二苯并蒽或茚并[1,2,3-cd]芘中的一种。
[0026]上述制备得到的修复材料可用于VOC释放舱/气相谱在线监测的评价方法， 实时监测泡沫耦合氧化剂修复材料的阻断效果，能够及时作出评价效果。其监测温 度范围为20-60℃，监测湿度范围为10％-60％。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0028](1)本发明的修复材料能有效阻断并去除有机物污染物；
[0029](2)本发明的修复材料制备工艺简单，绿可降解，无二次污染，节能环保。
附图说明
[0030]图1为实施例1中用于修复材料修复效果评价的装置示意图。
[0031]其中，1为氮气钢瓶，2为压力总表，3为减压阀表，4为稳压阀，5为质量流 量控制器，6为VOC释放舱，7为气体采样口，8为六通阀，9为气相谱，10为 真空泵，11为尾气吸附柱。
具体实施方式
[0032]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进 行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。
[0033]实施例1
[0034]本实施例适用于泡沫阻断污染场地泄露的有毒有害蒸汽、挥发性污染物及液 滩，泡沫材料各组份
的质量百分比为：发泡剂14.6％，淀粉8.8％，无机盐4.4％， 氧化剂1.2％，增稠剂1.6％，去离子水69.4％。
[0035]本实施例泡沫耦合氧化剂修复材料在应用时包括以下步骤：
[0036]步骤(1)：将泡沫耦合氧化剂修复材料采用去离子水进行稀释，制得发泡液；[0037]步骤(2)：使用机械搅拌器在搅拌速度为1000转/分钟下搅拌发泡液3min， 形成均匀细腻的泡沫；
[0038]步骤(3)：在玻璃容器中装入一定量的四氯乙烯(PCE)，将步骤(2)形成的 均匀细
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