路面油污现场光催化降解处治效果监测方法
【专利摘要】一种路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，包括以下步骤：a、在漏油事故的路面面积上划分至少五个不重复的取样点；b、选取一个取样点收集冲洗路面后的溶液；c、完成步骤b后，对发生漏油事故的路面喷洒光催化材料；d、等待至少2个小时后，选取不同的取样点，每隔时间间隔t，重复步骤b；e、将上述步骤收集到的溶液通过水和废水监测分析方法测量石油类含量；f、根据测得的石油类含量和间隔的时间t，绘制石油类含量的时间—浓度变化曲线来分析评价该催化材料的降解速率，本发明为光催化材料应用于路面油污现场光催化降解的处置效果提供一种良好的监测方法，同时针对不同的光催化材料在该领域的研究、应用提出可行的试验研究方法。
【专利说明】路面油污现场光催化降解处治效果监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种路面油污现场光催化降解处治效果监测方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国的道路基础设施建设得到迅猛发展，但是随着人们对环境保护的日益重视，道路环境也成为一个备受关注的焦点。
[0003]机动车在道路行驶过程中，车辆抛锚、发动机漏油等情况时有发生，泄漏的石油类污染物(主要是汽油、柴油、润滑油)会对道路安全与环境产生影响。受到影响的浙青混凝土路面会产生油蚀损害，造成路面早起破坏，大量油污泄漏于道路表面，车辆可能会发生侧滑，造成交通事故；同时，发生大量油污泄漏而经人工处理后的路面，或只是发生少量漏油而被污染的路面，在经降雨冲刷后形成的路面径流中都可能会含有超标的石油类污染物，从而影响周边水环境，造成二次污染。因此，目前有学者提出建设光催化降解漏油污染的路面功能表层的设想。
[0004]但是，针对这一设想，在实际应用过程中如何对其真实的降解效果进行评价，目前还没有明确、规范的检测方法。一般的检测程序不能够定量的分析单位面积上对油污的降解效果；同时，在对降解效果评价时，大多只是选用单一的评价因子，不能全面、有效地对降解效果进行评价。因此，有必要提出一种应用方便、简单有效的路面油污现场光催化降解处治效果的监测方法，弥补现存的问题，为光催化材料在现场处置路面油污设想的推广奠定基础。
[0005]技术内容
[0006]本发明的目的是解决现有技术的不足而提供一种操作简单、实用有效、低成本、且具有较好效果的路面油污现场光催化降解处治效果监测方法。
[0007]为解决上述发现的问题，本发明提出了一种路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，包括以下步骤:
[0008]a、在漏油事故的路面面积上划分至少五个不重复的取样点；
[0009]b、选取一个取样点利用隔离框架形成一个与路面密封的取样空间，然后在隔离框架内喷洒去离子水对试件表面进行模拟雨水的喷洒，同时收集冲洗路面后的溶液，去离子水需保证单位面积上的用水量不小于lmL/cm2，同时控制水流速度大于50mL/min，保证收集的溶液容积大于lOOmL，对收集到的该溶液编号为O号；冲洗时是模拟降雨对路面的冲刷，若水流速度过快，模拟降雨的效果就不是很明显，同时对于路表的石油类污染物的冲刷也会不够彻底，用水量不小于lmL/cm2是为了模拟降雨过程，且根据一般定义的中雨的日降雨量是10?24.9mm,所以用水量应不少于试件SXa(a>10mm, a为选取的降雨量，S为试件表面积)的水量，即lmL/cm2 ；
[0010]C、完成步骤b后，对发生漏油事故的路面喷洒光催化材料，并开始计时，光催化材料用量不超过路面油污面积350g/Hf，喷洒的方式可以直接在漏油表面撒布光催化材料，也可将偶联剂和光催化材料按照质量比不高于5:1混合分散到水中形成稳定的液相体后再喷洒；
[0011]d、至少2个小时后，选取不同的取样点，每隔时间间隔t，按照步骤b，用与步骤b中相同量的去离子水冲刷，进行样本采集，每次采集一个取样点的溶液，并将其编号为i，i
=1、2、3.....n，n为采集的样本数；完成喷洒工作后，等待时间至少两个小时，是因为有关
研究表明，其光催化的速度并不是很快，特别是在实际道路环境中由于进行光催化反应的条件比较差，因此两个小时才能达到催化的效果。
[0012]e、将上述步骤收集到的溶液通过水和废水监测分析方法测量石油类含量AiOng/
L)并记录试验数据，i = 1、2、3.....n, i为样本采集编号，η为采集的样本数；在完成样品
采集后，要尽快进行水质的检测工作，因为根据相关研究和规范的规定，采样水质不宜长时间保存，否则会影响试验结果。
[0013]f、根据测得的石油类含量和间隔的时间t，绘制石油类含量的时间一浓度变化曲线，在得到的时间一浓度变化曲线中，根据曲线斜率观察降解速率最快的时间段，通过SI= A0- An计算对应材料对石油类的光催化降解量，通过Vl = [(A0 — An)/AJ X 100%计算光催化材料对路面漏油的光催化降解率，并结合所得的变化曲线中到达最低值所需时间来评价该催化材料的降解速率，通过得到的最终的数据An与相关水质排放标准的规定数值比较，来评价选用的光催化材料的降解效果和实际应用价值。
[0014]采用上述方案，本方法具有如下优点:
[0015]1、所述路面油污现场光催化降解处治，从实际应用出发，为处理油污提供一种新的处理方法，所述检测方法是在实际应用过程中，对自然环境条件的实际降解效果进行评价分析。
[0016]2、本方法中对路面油污现场光催化降解处治，对经常规方法或是未经处理的路面上，可以用来进行二次处理或是直接处理路面漏油，都具有应用的价值。
[0017]3、本方法样本采集方法时在选定采样点后后，用隔离框架及密封胶与周边污染区域分隔，使取样时冲刷的水溶液尽可能在隔离框架内部，同时避免了周边未进行采样区域的油污与该采样点混合或是隔离框架内的水溶液外流所造成的样品损失，便于现场取样。
[0018]4、本方法样本采集点的选择，都是在被漏油污染的区域内，同时又是之前在取样时未经采样的点，避免了同一地点重复取样影响效果评价。
[0019]5、本方法样本来源及数据采集，是模拟降雨路面径流对漏油污染区域的冲刷，使其接近实际应用的情况，并通过水质分析常用的检测指标对采集水样进行水质分析。
[0020]综上所述，本发明提供了一种操作简单、实用有效、低成本、且具有较好效果的样本采集装置及方法，采集的样本过程是在实际道路上，并充分模拟路面径流，是最终检测数据与真实的情况具有较高的相似度。同时，在样本检测时，选择对污染物残留量测量的方式，对降解效果进行直观的评价，通过与规范中的标准数值比较来评判其降解效果，具有较好的实际应用价值。同时，根据在研究中得到的试验数据、结果，经过分析后提出应用中的改进措施，提高其实际应用价值。本发明为光催化材料应用于路面油污现场光催化降解的处置效果提供一种良好的监测方法，同时针对不同的光催化材料在该领域的研究、应用提出可行的试验研究方法；
[0021]对于本发明在得到最快降解速率后，可以对今后在路面油污处理的应用中起到一个重要的作用，通过本方法得到的最快降解速率的时间段内，可以通过人为因素、运用合适的紫外线光源或其它加快光催化材料反应的手段对路面进行处理，从而提高光催化材料在实际中的降解速率，这样既可以减少在处理的整个过程中都进行人为增加紫外线光源所造成的费用，同时也能够取得较好的降解效果、减少完全将漏油处理所用的时间，即尽量在最少的费用花费情况下取得尽可能好的处理效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明测得石油类含量的时间一浓度变化曲线。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明作进一步说明。
[0024]实施例1:
[0025]I)根据发生漏油事故的路面面积大小并能够满足至少五次取样工作，选取边长为25 cm的正方形区域作为每次定时监测光催化材料降解效果的取样点面积，并制作合适尺寸的隔离框架备用。
[0026]b、选取一个取样点利用隔离框架形成一个与路面密封的取样空间，然后在隔离框架内喷洒去离子水对试件表面进行模拟雨水的喷洒，同时收集冲洗路面后的溶液，用水量确定为2500mL,且保证冲刷时间不少于20min,保证收集的溶液容积大于10mL ；
[0027]C、完成步骤b后，对发生漏油事故的路面喷洒光催化材料并开始计时，其中催化材料用量为50g/ Hf，上述喷洒的光催化材料中混合相同质量的偶联剂，并将光催化材料和偶联剂混合到水溶液中形成稳定的液相体系用于光催化材料的喷洒；
[0028]d、每隔2小时选取不同的取样点重复进行步骤b，每次采集一个取样点的溶液，并将其编号为i, i = 1、2、3、4、5 ；
[0029]e、将上述步骤收集到的溶液通过红外测油仪测量石油类含量Ai (mg/L)并记录试验数据；试验数据如表1所示:
[0030]表1石油类数据(mg/L)
[0031]
【权利要求】
1.一种路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，其特征在于:包括以下步骤: a、在漏油事故的路面面积上划分至少五个不重复的取样点； b、选取一个取样点利用隔离框架形成一个与路面密封的取样空间，然后在隔离框架内喷洒去离子水对试件表面进行模拟雨水的喷洒，同时收集冲洗路面后的溶液，保证收集的溶液容积大于lOOmL，对收集到的该溶液编号为O号； C、完成步骤b后，对发生漏油事故的路面均匀喷洒光催化材料，并开始计时； d、至少两个小时后，选取不同的取样点，每隔时间间隔t，重复步骤b，采用与步骤b中相同量的去离子水冲刷，每次采集一个取样点的溶液，并将其编号为i(i = 1、2、3.....η,η为采集的样本数)； e、将上述步骤收集到的溶液通过水和废水监测分析方法测量石油类含量Ai(mg/L)并记录试验数据(i = 1、2、3.....n, i为样本采集编号，η为采集的样本数)； f、根据测得的石油类含量和间隔的时间t，绘制石油类含量的时间一浓度变化曲线，在得到的时间一浓度变化曲线中，根据曲线斜率观察降解速率最快的时间段，通过SI = Atl —An计算对应材料对石油类的光催化降解量，通过Vl = [(Atl-AnVAJ X 100%计算光催化材料对路面漏油的光催化降解率，并结合所得的变化曲线中到达最低值所需时间来评价该催化材料的降解速率。
2.根据权利要 求1所述的路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，其特征在于:所述步骤b中，去离子水需保证单位面积上的用水量不小于lmL/cm2，同时控制水流速度大于 50mT ,/mi η η
3.根据权利要求1或2所述的路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，其特征在于:所述步骤c中，光催化材料用量不超过路面油污面积350g/ m2。
4.根据权利要求3所述的路面油污现场光催化降解处治效果监测方法，其特征在于:所述光催化材料喷洒的方式可以直接在漏油表面撒布光催化材料，也可将偶联剂和光催化材料按照质量比不高于5:1混合分散到水中形成稳定的液相体后再喷洒。
【文档编号】G01N21/00GK104020108SQ201410263471
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】钱国平, 秦志斌, 郑凯, 郑伟, 金明, 左瑞芳, 胡景谱, 刘芊芊, 谭欣 申请人:长沙理工大学