CN105295845A - 一种裸露地扬尘治理剂及其制备方法、应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种裸露地扬尘治理剂，主要由以下原料制得：以质量百分比计，高分子型吸附剂0.02-0.1％，纤维材料0.2-1.2％，环保复合无机颜料1-2％，固色助剂1-2％，其余为水。制备方法包括：将所有原料在温度为20-30℃条件下混合搅拌均匀后，即得。这种裸露地扬尘治理剂喷洒于裸露土地区域区用于防治扬尘，治理空气污染，形成的液体地膜还可保水保墒，抑制水分蒸发，为土壤增加肥效。

Description

一种裸露地扬尘治理剂及其制备方法、应用

技术领域

本发明涉及环境治理领域，具体而言，涉及一种裸露地扬尘治理剂及其制备方法、应用。

背景技术

我国北方城市空气环境面临的主要问题是可吸入颗粒物(PM10)质量浓度较高，在颗粒污染物来源中工业烟尘和粉尘的数量在逐年减少，而来源于扬尘的颗粒物在总量中所占的比例却在逐年增加，目前已成为造成城市颗粒污染物的首要因素，相关研究表明施工扬尘是国内外很多城市大气PM10的主要来源，因为随着城市建设的飞速发展，大规模的土地开发和道路改造形成了大面积的建筑裸露地面和建筑弃土，这成为了二次扬尘的源头。尤其是在沿海地区的城市建设中，为了城市发展的需要，通过填海造地的方式新生了大面积的裸露陆地，基于填海造地的面积不断增大，吹填土区已成为沿海地区经济社会发展的重要国土资源。由于新生的陆地主体为海底淤泥，经过工程处理形成的陆地都是重度盐碱地，不能直接进行绿化，而且由于招商引资滞后等因素，致使大面积吹填新生陆地没有形成建筑工程建设而成为裸露地，这一地区与海的距离近在咫尺，常年较大的风力带起的扬尘成为这一区域可吸入颗粒物的“主力军”，对人体健康和城市环境都造成极大的危害，控制裸露地扬尘成为了沿海城市治理环境污染的一项迫切工作。

但是目前来说，大多数盐碱裸露地采取的措施是通过苫盖孔径较小的绿网从而达到抑制扬尘的目的，但是这样做既不环保又浪费资源，成本比较高不经济，而且抑制扬尘的效果一般，并没有切实解决实际问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种裸露地扬尘治理剂，所述的裸露地扬尘治理剂具有通过原料之间的合理配比达到了快速简单的抑制扬尘的目的，而且环保、可降解，成本低，形成的液体地膜保水保墒，抑制水分蒸发，为土壤增加肥效等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述的裸露地扬尘治理剂的制备方法，该方法具有制备方法简单、操作条件温和、能够很好的保留各个原料组分中的有效成分不被破坏等优点。

本发明的第三目的在于提供一种所述的裸露地扬尘治理剂的应用，用法简单，直接喷洒于盐碱地区可用于防治扬尘，治理空气污染效果好。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明实施例提供了一种裸露地扬尘治理剂，以质量百分比计，高分子型吸附剂0.02-0.1％，纤维材料0.2-1.2％，环保复合无机颜料1-2％，固色助剂1-2％，其余为水。

鉴于环境的日益恶化，我国广大辽阔地区分布有大片盐碱地，盐碱地的程度正在逐步扩大，尤其是滨海地区，而这种盐碱地的形成背景技术中也有充分的介绍，大量的盐碱地不仅慢慢变成荒废的土地，寸草不生，颗粒无收，还会有大量的扬尘污染环境，这些扬尘会成为可吸入颗粒物的主力军，空气中弥漫的可吸入颗粒物过多会严重影响人类的健康，而目前主要采取的治理方法为通过苫盖孔径较小的绿网从而达到抑制扬尘的目的，但是这样做既不环保又浪费资源，成本比较高不经济，而且抑制扬尘的效果一般，即使现有技术中也有采用石膏粉、牛粪或者聚丙烯酰胺等物质对裸露盐碱地进行覆盖治理的先例，但是也只能达到使土壤脱盐、增加土壤的肥沃度等基本的效果，对于如何抑制扬尘，保护空气环境还是没有起到良好的效果。

本发明为了解决上述技术问题，特意提供了一种裸露地扬尘治理剂，原料组配简单，但是效果甚好，除了具有一般对盐碱地进行治理所施撒的物质的基本性能外，还能够充分抑制扬尘天气，尤其对于沿海地区等风力比较大的地区，这种效果的优点尤为突出，从根本上达到了净化空气，保护环境，避免人类健康受到威胁的效果。

从原理上来说，将本发明的裸露地扬尘治理剂施于地表后，细纤维材料在地表形成密布交织的网状结构，利用高分子型吸附剂与液体地膜的强固着性与吸附性使细纤维材料之间连接紧密，同时可以将整个裸露地扬尘治理剂与土壤微粒之间粘连在一起，使微粒“抱团”不易分开，不易起尘，利用液体地膜的成膜性让整个材料形成连续的覆盖区域，环保型复合无机染料的加入让材料更具辨识度，而固色助剂则能让颜色更加持久。扬尘治理覆盖剂喷施裸露地后即可成膜，各材料互相交织，形成网状覆盖层，使裸露地连接成整体，染料的加入使覆盖剂看起来更加“绿色”，远观可达到快速变绿的效果，固色助剂的使用让颜色更加持久，更加耐雨水冲刷，本发明的裸露地扬尘治理剂可实现在自然状态下自行降解，不破坏原有的自然环境，还可为土壤增加肥效，同时还具有较强的保水保墒作用。

其中，为了增强抑制扬尘的效果，各原料的用量更优为：高分子型吸附剂0.05-0.08％，纤维材料0.5-1％，环保复合无机颜料1.2-1.8％，固色助剂1.2-1.8％，其余为水，最优为：高分子型吸附剂0.07％，纤维材料0.8％，环保复合无机颜料1.5％，固色助剂1.5％，其余为水，高分子型吸附剂还可以为0.03％、0.04％以及0.09％，纤维材料可以为0.6％、0.7％以及0.9％等，环保复合无机颜料可以为1.1％、1.3％、1.6％，固色助剂可以为1.1％、1.3％、1.6％，本发明虽然原料选取的均为市面上常见的物质，而且配料也比较简单，除去水以外只有区区四种原料，但是效果却很强大，对于改良盐碱地，使得土壤变得肥沃的基本性能不亚于市面上所见的其他治理盐碱地的物质，还能起到简易改良盐碱地的目的，但是常见的盐碱地改良技术并不具有本发明这种抑制扬尘，治理空气环境的效果，可见这种组合这种选择在环境治理领域尚属首创，每一种原料的用量也有严格的限制，用量占比普遍很小，因为如果用量稍大一点可能会对土壤有破坏作用，还会增加用料成本，用量的适宜范围也是发明人通过大量的创造性劳动才最终优化得到的，因此不能缺少任何一种原料的同时，更不能随意调整用量。

所用的原料中，高分子型吸附剂可包括液体地膜、聚丙烯酸钠、阳离子型聚乙烯基亚胺、聚环氧乙烷以及聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合，优选为聚丙烯酰胺与液体地膜的组合，这些吸附剂可以在粉尘颗粒与颗粒之间起到链接架桥的作用，使颗粒形成比较大的团状，从而沉降下来不飞扬，因为这些吸附剂直接从根本上干扰到粉尘颗粒的动态运动过程，处理效果更加直接，要比其他种类的吸附剂更优，因此本发明创造性的选择了具有特定类型的吸附剂，而在所有的高分子型吸附剂中，聚丙烯酰胺与液体地膜的效果最佳。液体地膜本身是以农作物秸秆为原料，由木质素，胶原蛋白，表面活性剂，土壤保水剂等天然高分子物质经特殊加工形成的高分子材料，这种液体地膜属于复合型高分子型吸附剂，不仅吸附效果好，而且环保可降解。

纤维材料可包括草木纤维、化学合成纤维、棉麻纤维中的一种或多种的组合，优选草木纤维，最好选择草木纤维的原因是因为这种纤维本身比较易得，而且降解效果好，直接可以与土壤混为一体，纤维材料通过与高分子吸附剂产生协同作用达到抑制粉尘颗粒飞扬的目的，因此两者的组合可以使得抑制扬尘的效果最优，缺少哪一种原料都不能切实解决本发明要解决的技术问题。

环保复合无机颜料本身属于环保型，在应用过程中可以实现自然降解，不会破坏环境，这种复合无机颜料是在经过800℃以上的高温煅烧生产加工而成的，因此它们的化学和物理属性的特点为：极佳的耐候性、耐温性、化学稳定性和环保颜料的特性。在所有的颜料中，复合无机颜料的耐候性和耐酸碱性一般都达到涂料要求级别中的最高级别5级，耐光性一般达到8级，耐热性一般达到800℃，不仅性能较优而且比较环保，因此在市面上众多染料中特意选择了这种。

固色助剂可包括阳离子型季铵盐、交联固色剂中的其中一种，固色剂可以达到固色的目的，通过与环保复合无机颜料形成不溶性有色物从而提高了颜色的着色度。除了以上这几种原料以外，该裸露地扬尘治理剂的主体为水，水具有辅助抑制扬尘的作用，通过大量的水稀释其他原料，可以让裸露地扬尘治理剂形成更加均一的物质，方便喷洒时覆盖于地表能够更均匀，不会留有四角，或者某处浓度过高的现象的发生。

本发明实施例除了提供了一种裸露地扬尘治理剂，还提供了该裸露地扬尘治理剂的制备方法，包括如下步骤：

将所有原料在温度为20-30℃条件下混合搅拌均匀后，即得。

本发明提供的裸露地扬尘治理剂的制备方法，制备方法简单，操作条件温和，原料需要混合搅拌均匀，使得得到的裸露地扬尘治理剂成为均一的溶液，而且不会出现团聚的小颗粒，因为如果有团聚的颗粒出现会影响土壤对裸露地扬尘治理剂的吸收。混合搅拌均匀的温度最好控制在20-30℃之间，因为如果本身温度过高会造成裸露地扬尘治理剂分解失效，起不到应有的效果，温度太低则不能形成稳定的裸露地扬尘治理剂。另外，搅拌时间最好控制在70-80min，搅拌速率最好控制在100-200rad/min，一般在70-80min左右，原料之间的反应能够很好的进行完毕，时间过长不仅不经济还降低了生产效率，搅拌速率也不宜太快或太慢，会破坏原料中内在有效成分，太慢又达不到充分搅拌混匀促进反应进行的效果。

本发明的裸露地扬尘治理剂使用方法简单，喷洒于盐碱地区即可达到防治扬尘，治理空气污染的目的，属于裸露地扬尘覆盖剂范畴，直接效果为快速抑制大片裸露地随风起尘，污染环境。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明的裸露地扬尘治理剂，原料组配简单，但是效果甚好，能够充分抑制扬尘天气，对于沿海地区等风力比较大的地区，这种效果的优点尤为突出，从根本上达到了净化空气，保护环境，避免人类健康受到威胁的效果，为后续使用有效的裸露地扬尘治理剂治理环境提供了可参考的数据，具有指导意义；

(2)本发明的裸露地扬尘治理剂稳定性好、溶解性好，可以与土壤很好的融合，由于还含有一定量的有机养分，可以在某种程度上促进土壤的肥沃度，还有保水保墒作用，为后续种植植物提供了有利的土壤条件，而且可在自然状态下自行降解，不破坏原有的自然环境；

(3)本发明提供的裸露地扬尘治理剂的制备方法，制备方法简单，操作条件温和，能很好的保护每一种原料的有效成分不被破坏，通过发明人的大量实验将具体的工艺步骤标准模式化，制备得到的裸露地扬尘治理剂效果显著。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将聚丙烯酸钠0.02g、草木纤维0.2g、环保复合无机颜料钴钛绿1g、阳离子型季铵盐1g、还有大约98g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温20-30℃搅拌一段时间得到初混料；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实施例2

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将聚丙烯酸钠0.1g、草木纤维1.2g、环保复合无机颜料钴钛绿2g、阳离子型季铵盐2g、还有大约95g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温20-30℃搅拌一段时间得到初混料，搅拌的时间控制在70min，搅拌速率控制在100rad/min；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实施例3

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将聚丙烯酸钠与聚丙烯酸钠的混合物0.05g、草木纤维和棉麻纤维的混合物0.5g、环保复合无机颜料钴钛绿1.2g、交联固色剂1.2g、还有大约97g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温20-30℃搅拌一段时间得到初混料，搅拌的时间控制在75min，搅拌速率控制在150rad/min；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实施例4

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将聚丙烯酸钠0.08g、草木纤维1g、环保复合无机颜料钴钛绿1.8g、阳离子型季铵盐1.8g、还有大约96g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温20-30℃搅拌一段时间得到初混料，搅拌的时间控制在80min，搅拌速率控制在200rad/min；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实施例5

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将阳离子型聚乙烯基亚胺0.07g、草木纤维0.8g环保复合无机颜料钴钛绿1.5g、阳离子型季铵盐1.5g、还有大约96g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温20-30℃搅拌一段时间得到初混料，搅拌的时间控制在70min，搅拌速率控制在100rad/min；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实施例6

裸露地扬尘治理剂的制备方法如下：

1)将聚丙烯酸钠0.07g、草木纤维0.8g环保复合无机颜料钴钛绿1.5g、阳离子型季铵盐1.5g、还有大约96g的水作为主体一起放入带搅拌装置的反应釜中，控温25℃搅拌一段时间得到初混料，搅拌的时间控制在74min，搅拌速率控制在120rad/min；

2)将初混料反应釜中倒出进行冷却、过滤杂质等一系列后处理步骤后得到最终产品，包装即可。

实验例1

选取天津临港地区一块面积为100m²的裸露盐碱地为实验区域，采用本发明实施例2制备出的裸露地扬尘治理剂进行应用，整个实验过程如下：

1)在进行裸露地扬尘治理剂喷施前用大流量颗粒物采样仪对试验区域的风速以及下风口的PM10进行测量取得本底值，共选取6处下风口进行采样，PM10均值为0.27mg/m³，风速3-4级；

2)进行裸露地扬尘治理剂的喷洒，裸露地扬尘治理剂中主体为水95g，其余各原料组成为聚丙烯酸钠0.1g、草木纤维1.2g、环保复合无机颜料钴钛绿2g、阳离子型季铵盐2g，如果用量不够可根据此比例再进行配制；

3)之后连续一周对样地下风口的PM10进行测量，当风力较大时PM10数值较大，不具备参考价值，一周的取样天数中，有4天与实验当天的天气与风速相当，数据具有一定的科学性与参考价值，结果显示PM10均值在0.04-0.09mg/m³之间，裸露地扬尘治理剂在喷洒之后的扬尘抑制效率在67％-85％之间，抑制效率较高，远观有明显绿色，与普通具备种植条件的土壤无异；

4)之后每10天选取与实验当天相当的气候条件和风速条件对实验样地进行可吸入颗粒物PM10的测量，结果显示150天之后测得的数据逐渐增大，到250天之后达到最大，并保持恒定，说明本次研究的扬尘覆盖剂最佳有效期为150天，之后效果下降，这也说明本发明的扬尘处理剂效果持久，这也间接降低了操作成本；

5)后续不需要对其进行回收与处理，因为裸露地扬尘治理剂已经在自然条件下降解，环保无污染，如果此时裸露地还未进行施工建设和工程绿化，可以继续喷施此扬尘覆盖剂，降低扬尘量。

实验例2

同样选取天津临港地区一块面积为100m²的裸露盐碱地为实验区域，采用本发明实施例3制备出的裸露地扬尘治理剂进行应用，实验结果与实验例1的扬尘处理剂所能达到的效果基本一致，也更加说明本发明的扬尘处理剂具有抑制扬尘，治理空气污染的效果，尤其适用于滨海盐碱裸露地区。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，主要由以下原料制得：以质量百分比计，高分子型吸附剂0.02-0.1％，纤维材料0.2-1.2％，环保复合无机颜料1-2％，固色助剂1-2％，其余为水。

2.根据权利要求1所述的一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，所述原料包括：以质量百分比计，高分子型吸附剂0.05-0.08％，纤维材料0.5-1％，环保复合无机颜料1.2-1.8％，固色助剂1.2-1.8％，其余为水。

3.根据权利要求1或2所述的一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，所述原料包括：以质量百分比计，高分子型吸附剂0.07％，纤维材料0.8％，环保复合无机颜料1.5％，固色助剂1.5％，其余为水。

4.根据权利要求1或2所述的一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，所述高分子型吸附剂包括液体地膜、聚丙烯酸钠、阳离子型聚乙烯基亚胺、聚环氧乙烷以及聚丙烯酰胺中的一种或几种的组合，优选聚丙烯酰胺与液体地膜的组合。

5.根据权利要求1或2所述的一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，所述纤维材料包括草木纤维、化学合成纤维、棉麻纤维中的的一种或多种的组合，优选草木纤维。

6.根据权利要求1或2所述的一种裸露地扬尘治理剂，其特征在于，所述固色助剂包括阳离子型季铵盐、交联固色剂中的其中一种。

7.权利要求1-6任一项所述的裸露地扬尘治理剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所有原料在温度为20-30℃条件下混合搅拌均匀后，即得。

8.根据权利要求7所述的裸露地扬尘治理剂的制备方法，其特征在于，混合搅拌均匀的时间控制在70-80min之间。

9.根据权利要求7所述的裸露地扬尘治理剂的制备方法，其特征在于，混合搅拌均匀的搅拌速率控制在100-200rad/min。

10.权利要求1-6任一项所述的裸露地扬尘治理剂的应用，其特征在于，将所述裸露地扬尘治理剂喷洒于土地裸露区域用于防治扬尘，治理空气污染。