一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料及制备方法

本发明属于环境工程，具体涉及一种高效脱附材料，特别涉及一种低表面活性剂用量，且对含水层中氯代烃有高效去除性能的环境友好型脱附材料及其制备方法。

背景技术：

1、氯代烃作为一种常见的化工材料，广泛应用于工业清洗以及衣服脱脂领域，具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性。大部分氯代烃通过不合理排放、废弃物堆积场渗漏、化学品泄漏等方式进入到地下水，污染地下水环境，被各国列为优先污染物。目前世界上许多国家存在氯代烃污染场地，2000年美国仅干洗行业使用的四氯乙烯(pce)总用量就达9.1万吨。截至2021年，鲁北平原、珠三角地区、北京、上海等地的化工场地地下水均受到不同程度的pce污染，且污染范围不断扩大。

2、表面活性剂强化抽出处理(sear)技术通过向地下含水层注入表面活性剂溶液，增强污染物的溶解性和流动性，使含水层介质中的残留相氯代烃逐渐转化为溶解相，有效提高了修复效率。sear技术在环境修复实践中显示出巨大的应用潜力，但一个被忽视的重要问题是，单一表面活性剂溶液对氯代烃的脱附能力有限，且使用表面活性剂去除污染含水层中的氯代烃时会形成乳液，乳液本身体系不稳定。相比之下，在表面活性剂中添加助表面活性剂和盐组成的脱附材料具有高脱附性能和低界面张力，且去除氯代烃时形成微乳液体系更加稳定。通常选择烷基醇作为助表面活性剂，然而添加单一烷基醇作为助表面活性剂可能存在用量大、体系醇宽小和微乳化性能有限的问题，影响脱附材料的环境适用性和脱附性能。cn202010786101.1公开了使用非离子表面活性剂tween 80的微乳液制备方法，具体公开了一种由10～16％tween 80和10～24％助表面活性剂等物质混合形成的材料，对pce最大增溶浓度为296g/l。该发明制备的材料中表面活性剂等物质用量较高，且增溶性能有待提高。

3、因此，开发一种适用于含水层修复，具有环境适用范围广、低表面活性剂用量和高脱附性能的环境友好型材料非常关键。

4、本发明通过调节脱附材料中助表面活性剂种类和配比，针对氯代烃开发了一种低表面活性剂用量、环境适用范围广、具有高脱附性能的环境友好型修复试剂。

技术实现思路

1、针对污染含水层淋洗修复过程中表面活性剂用量大、污染物去除性能不佳、产生二次污染等问题，本发明提供了一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料及其制备方法。本发明适用于pce污染含水层的修复，表面活性剂用量少、生物降解性良好，脱附性能优异。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，以脱附材料总质量为基准，包括以下组分：绿色非离子表面活性剂1.0wt.％；助表面活性剂2～20wt.％；无机盐0.5～1.5wt.％；其余组分为去离子水。

4、其中，所述绿色非离子表面活性剂为烷基糖苷(apg)1214。

5、其中，所述助表面活性剂选自碳数2～4的烷基醇，例如乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等，优选正丙醇和异丁醇复合。

6、其中，所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、氯化钙，优选氯化钠。

7、另外，所述apg1214为1.0wt.％，正丙醇：异丁醇(1∶1)为5.6wt.％，氯化钠为0.8wt.％。

8、上述一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料的制备方法，其中包括：

9、以脱附材料的总质量为基准，在去离子水中添加1.0wt.％的apg1214，2～20wt.％的正丙醇和异丁醇，0.5～1.5wt.％的氯化钠，颠倒混合均匀。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

11、1、本发明制备的脱附材料使用绿色表面活性剂apg1214，由再生资源加工，无毒易生物降解，生物降解性良好，用量少。

12、2、本发明制备的脱附材料各组分简单易得，操作简单，对设备要求低，成本低。

13、3、本发明制备的脱附材料使用正丙醇和异丁醇进行1∶1复配作为助表面活性剂，两种组分协同作用，脱附材料可以高效脱附pce具有适宜的醇宽和更大的脱附效果，性能优于单一醇脱附材料。

14、4、本发明制备的脱附材料表面活性剂用量极低，对pce有良好的脱附效果，pce静态脱附量558g/l，较同温度下单一表面活性剂体系(1.0wt.％apg1214)pce脱附量提高97倍。

15、5、本发明制备的复合醇脱附材料原位淋洗pce的脱附率可达到99.4％，较同温度下单一表面活性剂体系(1.0wt.％apg1214)pce脱附率提升68％。

技术特征：

1.一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，以脱附材料的总质量为基准，包括以下组分：非离子表面活性剂1.0wt.％；助表面活性剂2～20wt.％；无机盐0.5～1.5wt.％；其余组分为去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，所述非离子表面活性剂为烷基糖苷(apg)1214。

3.根据权利要求1所述的一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，所述助表面活性剂优选正丙醇和异丁醇。

4.根据权利要求1所述的一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，所述无机盐优选氯化钠。

5.根据权利要求1所述的一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，其特征在于：所述apg1214浓度为1.0wt.％，所述正丙醇与异丁醇质量比优选为1∶1，浓度优选为5.6wt.％，所述氯化钠的浓度优选为0.8wt.％。

6.根据权利要求1所述的一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料，制备包括以下步骤：以脱附材料的总质量为基准，在去离子水中添加1.0wt.％的apg1214，2～20wt.％的正丙醇和异丁醇，0.5～1.5wt.％的氯化钠，颠倒混合均匀。

技术总结
本发明具体涉及一种用于高效修复氯代烃污染含水层的环境友好型脱附材料。以脱附材料的总质量为基准，包括以下组分：1.0wt.％烷基糖苷(APG)1214、5.6wt.％助表面活性剂、0.8wt.％氯化钠，其中助表面活性剂为正丙醇和异丁醇按质量比1∶1复合而成。本发明制备的脱附材料环境适用范围广、表面活性剂用量低、脱附性能高。复合醇脱附材料的醇宽广、粒径和界面张力小；原位淋洗PCE的脱附率达到99.4％，较同温度下单一表面活性剂(1.0wt.％APG1214)的原位淋洗PCE脱附率提升68％；表面活性剂APG1214初级生物降解度在163h达到90.27％，修复过程中产生二次污染少。

技术研发人员：董军,孙日红,张伟红,莫言阳
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15