CN109069894B - 使用共聚物与凝聚聚合物系统的组合原位微包封处理石棉纤维和其它有害材料 - Google Patents
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Abstract
一种衍生自水基溶液的两部分制剂，其具有微包封低极性有害烃、有机化学品、石棉纤维、无机化学金属的能力。第一溶液包括水；预定比率的水溶性碱性硅酸盐溶液，该溶液具有至少一种碱金属，和预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；预定比例的至少一种水溶性非离子表面活性剂；预定比率的至少一种中等分子量聚苯乙烯三嵌段共聚物绒毛；和，预定比率的至少一种低分子量液体聚丁烯增塑实体。第二溶液包括水和预定比率的水溶性酸；预定比率的水可分散的聚合物；预定比率的水溶性水溶助长剂；预定比率的至少一种水溶性絮凝剂。所述制剂可用于包括以下步骤的方法：将第一发泡溶液施加至含有有害材料的表面；允许第一发泡溶液接触有害材料充足的时间以使第一发泡溶液渗透该有害材料；施加第二溶液至该表面，和允许第二溶液与第一溶液和有害材料接触以形成均匀的混合物。
Description
发明领域
本发明一般涉及用于补救有害材料的方法并特别涉及通过包封补救包括石棉纤维的高度有害废弃物的方法。
发明背景
石棉是六种不同的天然存在的纤维状硅酸盐矿物的通用名称。石棉自古代起即受到珍视，因为该纤维极其耐热、耐火、耐电和耐化学损伤，它们吸收声音，无色无味，非常柔性，质轻，并具有高拉伸强度。但是，这些相同的性质中的一些被发现使得该物质是致命的，当其纤维卡在人肺中时。吸入石棉纤维与间皮瘤以及肺癌和石棉肺(其是肺的严重瘢痕形成)相关联。根据世界卫生组织(WHO)，全世界每年有超过100,000人死于对于石棉的职业暴露，并且每年有上百人死于非职业暴露。这个数字中的许多可能来自于英国和西班牙的活动，在那里人们暴露于更有害的蓝和褐石棉纤维。最普遍的石棉材料是：
蛇纹石矿物；CAS 12001-29-5,Mg3Si2O5(OH)4。其特征是卷曲的纤维。仅有的蛇纹石成员据信是温石棉白石棉；其构成该类别的 95％，主要发现于北美。该矿物形式据说比下文讨论的闪石矿物石棉类型纤维的危害要小。
闪石矿物。其特征在于针状直纤维；两种纤维是该类型：
●铁石棉；CAS 12172-73-5,Fe7Si8O22(OH)2。其特征在于褐纤维。主要发掘于南非，
●青石棉；CAS 12001-28-4Na2(Fe+23Fe+3 2)Si8O22(OH)2。被认为是六种矿物中毒性最高的并且通常被称为蓝石棉。其特征在于软针状直纤维，
其它矿物：
●直闪石；CAS No.77536-67-5,(Mg,Fe)7Si8O22(OH)2。其特征在于灰褐色纤维。
●透闪石，CAS 77536-68-6Ca2Mg5.0-4.5Si8O22(OH)2。其特征在于白色、绿色、灰色或透明的纤维。这些纤维不太知名。
●阳起石(Ackinolite)，CAS 77536-67-5Ca2(Mg5.0-4.- Fe+20.5-2.5)Si8O22(OH)2。不太知名。
石棉纤维可被编织到衣服中或纺成纱。它们还可被添加到水泥、塑料和其它物质中。
许多人知道石棉可有害于人体，并且美国和以冰岛开始的其它政府全面禁止石棉的使用。但是，在美国和加拿大，全面禁止的概念绝非事实。如今在美国仍然制造和销售含有石棉的产品，并且其中具有含石棉材料的几十万的建筑仍然矗立。1989年，美国环境保护局 (Environmental Protection Agency,EPA)颁布了“石棉禁止和逐步淘汰规定”(“Asbestos Ban and Phase out Rule”)，将其应用至所有石棉产品的制造、进口、加工和分配，影响了94％的全部石棉消费。该禁止和逐步淘汰规定在1991年被美国第五巡回上诉法庭(U.S.Fifth Circuit Court of Appeals)推翻。如今，石棉禁止仅覆盖有毒物质管理法案(Toxic Substances Control Act,TSCA)和清洁空气法案(Clean Air Act)下的一些项目，例如瓦楞纸、特种纸和商业用纸，铺地毡和某些喷涂材料和任何新应用。
美国EPA已将含有石棉的材料(Asbestos-Containing Material,ACM) 定义为含有大于百分之一(1％)的石棉并需要特殊处理此类材料的材料。根据各种规定的程序，采用各种防护以保护工人在移除或拆除活动期间免于吸入石棉纤维。此类防护包括要求工人在移除ACM的建筑的任何区域中穿戴许可的呼吸装置以及所要求的防护衣。封闭工作区域必须通过使用装备有HEPA过滤器的特殊装置来保持在负压下，以防止气载石棉纤维离开工作区域。这种工作区域的分隔是所述方法的昂贵且耗时的部分。
大部分石棉消除专业人员同意除非石棉材料被认为是“易碎的”、容易破碎或损坏，否则将其放着不动比移除它更安全。在1980年以前建造的几乎所有的建筑都在一个或更多个应用中含有石棉。但是，当石棉的确变得易碎时，其花费非常小的压力来移去其微观纤维，该纤维随后变为气载并可被吸入，导致癌症和其它疾病。因此，将这些纤维微包封的可靠方法可提供否则可能被暴露的那些人以显著的优势。
石棉的致癌毒性已为人所知达数个世纪，并可在吸入其的那些人中导致一种或更多种疾病。最常见的石棉相关病症是胸膜斑，其是通常出现在胸膜壁层上的小区域的纤维状胶原组织。它们并非癌前的，但是它们的确表明石棉暴露和诸如此类是其它疾病像石棉肺或最严重的间皮瘤的前兆。间皮围绕肺(胸膜)，尽管其也可深入腹腔(腹膜间皮瘤)。
石棉存在于建筑墙壁、天花板、管道、导管、锅炉、储槽等等和围绕上述这些的绝缘材料，以及新产品和其它ACM中。石棉对此类建筑的使用者的健康构成严重威胁，所述建筑包括医院、学校和其它公共和私人场所。气载石棉纤维可进入身体并导致石棉肺、肺癌、间皮瘤和其它癌症。石棉可喷涂到表面上、用镘刀涂抹到表面上、或构成形成到例如天花板瓷砖、地砖、壁板等等的结构中的材料的组成部分。可用简单的手压破碎或粉碎的石棉被认为是易碎的，其具有变成气载并产生前述健康危险的最大可能。
使用之前的石棉纤维改变
一般地，用于处理含有石棉的建筑材料的现有技术方法已采取若干途径。一个途径是在建筑产品中使用其之前化学改变石棉纤维。该途径在U.S.4,328,197和4,401,636(均授予Flowers)和U.S.Pat.No. 4,474,742(授予Gracelfa等人)中讨论。
Grecelfa等人(U.S.Pat.No.4.474.742)教导了基于铁是有害组分的推测，用氧肟酸和铁螯合剂处理石棉以除去石棉中存在的铁。在 Flowers的专利(U.S.Pat No.4,328,197和U.S.Pat.No.4,401,636)中，教导人们用锰、铬、钴、铁、铜或铝或其混合物的弱碱强酸或强碱/弱酸盐的水溶液接触石棉纤维，以将石棉纤维转化成金属-胶束产物。一般而言，Flowers设想的方法受到以下步骤的影响：在适当盐的水溶液中制备石棉纤维浆液，实现石棉纤维向金属-胶束纤维的转化，从浆料中回收金属-胶束纤维以用于所需含有纤维的最终产品的随后制备。
在授予Pezzoli的U.S.4,309,477中，用可离子化的盐溶液喷涂石棉或者将石棉在可离子化的盐溶液中持续足够时间成浆以允许接触石棉的表面。该盐溶液含有至少一种金属硫化物。因此，Flowers和 Pezzoli未解决处理已含在现有的建筑结构中的石棉的问题，而是用经处理的石棉制备产品。另外，相对于由未处理的石棉纤维造成的刺激水平，像这些的处理被设计为降低受处理的石棉纤维对活细胞造成的刺激的水平。此类处理不必防止气载石棉纤维的形成。
使用之后的石棉纤维改变
干石棉移除
可利用众多移除技术，其各自具有优点和缺点。例如，人们可简单地在干的未受处理的含石棉的材料上刮擦或凿下并收集刮屑以丢弃。该技术，被称为干移除，通常被监管机构认为是不可接受的，因为其不提供对于气载石棉颗粒释放的防护。
已使用干真空法来克服干移除的问题，该方法通过并入废气过滤系统以防止外部环境的污染并使用密封容器来储存和丢弃收集的含石棉的材料。该干真空法的缺点是干建筑材料和其被涂布在上面的下面的表面之间的结合可强于设备的真空能力。在那些情况中，必须通过刮擦或凿削来移去至少一部分含石棉的材料，这与上述干移除方法具有相同的限制。
湿石棉移除
开发了湿移除方法以减少与干移除技术相关的问题。湿移除一般包括用水或水-表面活性剂溶液润湿建筑材料，以将其软化并促进其移除。湿移除显然代表优于干移除的改善。但是，使用水作为软化剂不完全令人满意，因为水渗透缓慢，不完全润湿大多数建筑材料，并倾向于从受处理表面流掉。
多年以来，湿移除技术通过设计更有效的润湿和/或软化组合物得到改善。出于改变石棉纤维的某些预定性质的目的，已提出并评价众多表面处理方法。这些程序包括：用磷酸盐、多磷酸盐或相应的酸涂布石棉纤维的表面以改善纤维的过滤特性(Lipsett的US 3,535,150； Bodycomb Jr.的US 3,957,571)。用碳酸镁或多价金属的氧化物处理石棉以增强具有不可溶的无机氧化物的石棉织物涂层的拉伸强度(Seigel 的US 1,982,542；Callinan的US 2,451,805和US 2,460,734)，以使得该织物耐火和防水(Kurlychek的US.Pat.No.2,406,779)。将有机表面活性剂与纤维状石棉团块混合以分散石棉纤维。(Novak的US.2,626,213)分布小量的聚合物颗粒。水溶性高分子有机物质遍布石棉产品分散以减少处理和使用期间由石棉散发的灰尘(Heron的US 3,660,148；Otouma 和Nakamura的3,967,043)。
过去数十年来，湿移除技术通过设计更有效的润湿和/或软化组合物得到改善。涉及此类改善的湿移除技术的近期的美国专利包括，例如Arpin的U.S.Pat.No.4,347,150；Erziner的U.S.Pat.No.4,693,755；和Mirick等人的U.S.Pat.No.5,258,562。
Arpin专利公开了使用两部分润湿体系来润湿并移除下面的基底中的易碎绝缘材料的技术。该体系的第一组分包含与阳离子或非离子表面活性剂共混的含水碱金属硅酸盐分散体，且第二组分包含丙烯酸胶乳和可与第一部分中的碱金属硅酸盐起反应的试剂的混合物。将该两部分分开储存并在使用之前不久混合，以形成促进建筑材料移除的剥离组合物。被移除的材料必须作为含石棉的材料来处理。
Ezinger专利例示了用于从基底移除含石棉的材料的湿方法。该专利公开了将含纤维素聚合物的组合物施加至含石棉的材料，给予该含纤维素聚合物的组合物时间以渗透并润湿含石棉的材料。通过机械力从下面的基底中移除湿材料，并收集移除的材料以丢弃。
Mirick等人的专利集中于以下概念：通过将酸的稀释水溶液(其可包括单独的氟离子源，例如氢氟酸的碱金属盐或铵盐)施加至建筑材料来移除含石棉纤维的建筑材料，用于调节该材料以帮助其移除同时部分转化石棉纤维的目的。
Block的US 5,753,031中公开了一种用于将含温石棉的材料转化成非石棉材料的组合物，其中所述组合物包含水、至少约30重量％的无机酸、和约0.1至约4重量％的氨、碱金属或碱土金属的六氟硅酸盐。还公开了一种用于使用本组合物将含石棉的材料转化成非石棉材料的方法。
在已经用稀酸溶液处理之后，优选移除建筑材料以进一步处理和/ 或丢弃。Mirick等人进一步设想一旦移除湿建筑材料之后，可随后通过将该材料浸没在酸溶液浴中将其消化，伴随加热和搅拌直至已销毁所有石棉材料。
数个问题与湿移除技术相关。通常通过喷涂或刷涂将处理溶液施加至建筑材料。这些施加技术具有磨蚀性质，其可移去至少一部分的建筑材料表面，引起一些石棉纤维变为气载。另外，此类施加基于每通过一次可提供仅小量活性材料的递送。基于每通过一次施加来施加较大的量的尝试仅引起超出建筑材料能够在施加时间之内吸收的量的过量部分的流掉。因此，即使完全润湿材料的尝试也难以实现，并需要至少多次施加限制的量。最终，向含石棉的材料施加液体的常规手段未提供控制剂量的方法。期望具有以有效且高效的方式施加能够将含温石棉的材料转化成非监管材料的组合物的手段。
通过包封留在原位的石棉处理
取决于所用的字典“类型”和所涉基底，词语“包封”可具有许多含义。在科学中，词语包封的定义是“包装实体在或如同在胶囊中或使用某一尺寸的能够在实体周围设置边界的胶囊”。本文中采取该包封定义并应当用于本公开的目的。
大多数较早的专利文献的包封方法涉及用密封剂将壁板置于石棉材料周围，密封裂缝和洞区域或将密封剂喷在壁板上以将纤维与壁板粘合，以便防止它们从结构中脱层，并变为在实体外部气载。但是，通过该手段进行的包封不总是有效地防止石棉纤维从基底脱层并变为在单元外部气载。密闭壁的建造是昂贵的并且还导致建筑空间的损失。Brisinger的U.S.1,850,787涉及覆盖由纤维状组合物形成的壁板。该壁板用织物薄片完全覆盖，并且将塑料材料的薄涂层施加至该织物以提供涂饰表面。该涂饰涂层由弹性且韧性，但非脆性的材料制成，并且在该涂饰涂层和织物之间实际形成粘合使得裂缝被消除，而不管由建筑沉降、振动或其它原因引起的壁的普通变形。这些薄片粘附固定至石棉壁板并通过合适的粘合剂以与壁纸被施加至壁上基本上相同的方式牢固固定于其上。织物的边缘优选以邻接关系放置。织物薄片优选是韧性布织物，例如韧性平纹细布。合适的塑料材料的实例包括无光漆与基本上等份的熟石膏和白粉的混合物。
另一途径是通过将材料包封来处理之前形成的含石棉的建筑材料，以由此防止石棉纤维变成气载。通常树脂包封涂层材料将通过喷涂、刷涂或用镘刀涂抹来施加。当使用包封方法时必须小心，以便不物理损坏被包封的建筑材料。包封是一种密闭方法，并且经包封的石棉材料在建筑的使用寿命期间保留在原位。
Rutledge的U.S.Pat.No.3,185,297公开了一种用未结晶石膏浸渍的织物，所述石膏用粘合剂配制，所述粘合剂引起石膏结晶并形成与基底的牢固粘合。后来，Rutledge在US5,039,365中公开了一种水溶性聚乙酸乙烯酯乳液涂料，其在施加至结构的外表面时提供包封。
LaVelle的US 8,721,818中描述了类似的产品/方法，其呈现快速且有效地防止霉菌、铅、石棉和其它毒性物质免于变为气载。所述包封方法基本上是用粘合剂物质将毒素密封在密封塑料袋上和其内，所述袋的侧边用粘合剂密封到更大的盒子内部，并且用粘合剂将盒子密封在一起并用粘合剂密封在袋的周围和其上，使得不存在毒素出口。
概述
本公开包括Burns等人的US 8,115,046 B，微包封技术(通过引用全部并入本文)的修改，使用不同的原位方法将该技术应用至特定类别的高度有害废弃物。例如，对于含石棉的材料，该技术涉及用于降低含石棉的纤维的功能性和在纳米尺度上将现存建筑结构和产品中的石棉纤维包含在微包封的聚合物基质中使得纤维不能迁移或传播以被人们吸入的特定方法。对于PCB、PAH以及可能地钻井泥浆，该修改涉及将硅酸盐表面活性剂混合物变成高度非离子表面活性剂体系。对于其它修改，设想使用阳离子或两性离子表面活性剂。在专利申请— Burns等人的US 8,115,046B下未设想这些应用。
使用之前“包封”(“encapsulate”或“encapsulation”)的定义，若在单词“包封”之前使用前缀“微”，如在“微包封”中，则包封的含义进一步定义为小“纳米”尺寸包含在“微”的定义和含义中并通过“微”的定义和含义来传达。如用于本公开的，术语“微包封”应当表示包入实体例如有害材料或纤维在或如同在能够围绕害材料或纤维设置边界的小至非常小的“弹性”胶囊中(或使用小至非常小的，包括纳米尺寸的胶囊)。
问题变成了，我们如何能产生将提供以微包封型式接触石棉纤维或银而不具有脆性的令人满意的结果的微包封体系？已知一些基于低比例乙酸乙烯酯(VA)(大约至多4％)的乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物可被称作乙酸乙烯酯改性的聚乙烯，当用基础聚乙烯聚合物进行增塑时。当其为共聚物且被作为热塑性材料处理时——就像低密度聚乙烯。它具有低密度聚乙烯的一些性质，但是具有来自EVA的增加的光泽度(可用于膜)、柔软度和柔性。基于高比例VA(大于40％)的EVA共聚物被称作乙烯-乙酸乙烯酯橡胶。EVA是产生在弹性、柔软度和柔性方面“类橡胶”的材料的弹性聚合物。该材料具有优良的透明度和光泽度、低温韧性、耐应力开裂性、热熔性粘合防水性质和耐UV辐射性。EVA具有独特的醋样气味并且在许多电学应用方面可与橡胶和乙烯基产品竞争。
本公开利用氢化苯乙烯-异戊二烯/丁二烯嵌段共聚物的热塑性弹性体聚合物，并用低分子量聚丁烯将其增塑以提供聚丁烯的性质，其产生微包封体系，该体系提供了用于产生以橡胶样方式接触石棉纤维的微包封介质的令人满意的结果。将该材料添加至步骤1中，并在短时间之后与步骤2接触以在含有石棉纤维的橡胶样聚合物涂层周围产生微包封基质。
与本公开有关的微包封制剂(步骤1和步骤2)基于用于燃料、润滑剂、低极性化学品和基于先进的表面活性剂技术的其它有害材料的革命性商业化处理方法。但是，在本公开中，步骤1和步骤2制剂将衍生自含有硅酸盐组分的增塑橡胶胶乳乳液的有害石棉纤维的凝聚聚合物体系微包封。该凝聚产生一特殊类别的微包封方法。凝聚是形成富液体聚合物相的现象，例如低分子量增塑丁烷聚合物——苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物，其在具有短时延迟形成聚合物“溶胶”的过程中与来自步骤1的硅酸钠组分的乳化聚硅酸处于平衡。当将步骤2添加至聚合物硅酸盐混合物以便随着混合物开始硬化引起凝聚时，该第一明胶形成分散体。进一步的硬化将随着水蒸发和聚合物混合物硬化而发生。
步骤1和步骤2添加剂由两种水基、非毒性、无害溶液组成。首先将步骤1添加剂添加至污染物中。步骤1添加剂是水性、碱性、二氧化硅试剂。步骤2添加剂是略微酸性、水性、聚合物材料，其快速与碱性二氧化硅添加剂反应以完成微包封过程。本公开的微包封方法在分子水平上将污染物封闭在惰性无定形硅酸盐基质中。
本发明是用于处理石棉的方法，包括：在步骤1中，在石棉纤维上沉积基本上由乳化胶乳聚合物组成的材料，之后添加步骤2进行微包封。该微包封方法包括用步骤1硅酸盐和橡胶胶乳密封剂喷射石棉材料，以将纤维粘合在一起，以便防止它们从结构中脱层并变为气载。本发明是用于处理石棉和其它毒性实体的方法，包括：在石棉纤维上沉积基本上由乳化胶乳聚合物组成的材料，之后进行微包封。该微包封方法包括用密封剂喷射石棉材料，以将纤维粘合在一起，防止它们从结构中脱层并变为气载。开发湿去除方法作为减少与各种干去除技术相关的问题的手段。湿去除通常包括用水或水-表面活性剂溶液将建筑材料润湿，以使其软化并由此促进其去除。设想使用微包封技术(例如本公开中所述的)可解决这些问题中的一些。
本发明的目的是提供改善的组合物和方法，用于处理含有石棉纤维的多孔无机建筑材料以将建筑材料微包封，同时建筑材料是建筑环境的一部分并在可能的湿去除之前支撑在下面的基底上。
本发明的另一目的是使用硅酸盐微包封处理组合物来处理建筑材料，所述建筑材料含有石膏、石棉例如温石棉和任选地同时作为建筑结构一部分的其它组分，例如多孔聚集微粒，例如蛭石，以将建筑材料转化成非监管材料，所述硅酸盐微包封处理组合物含有足以提供稳定的发泡处理组合物的量的聚合物稳定发泡剂体系，所述稳定的发泡处理组合物能够粘附并渗透入被处理的建筑材料。该体系由此提供了在硅酸盐微包封之前应用不同的微包封方法的模式。
根据本发明，这些和其它目的和优点通过将温石棉材料和其它材料转化成微包封石棉材料的本组合物和方法来实现。所述组合物包含水、将使TPE嵌段共聚物增塑的化学实体或低分子量聚合物，和用于聚合物组分的高浓度非离子表面活性剂的独特组合。将该混合物与硅酸盐微包封体系的步骤1组分组合，所述步骤1组分含有另外的水、两种低浓度的阴离子表面活性剂和硅酸钠。首先将该组合物喷射在石棉组合物上，接着是共振时间(resonance time)，之后喷射微包封固化剂(步骤2，溶液2)，该固化剂引起凝聚并使硅酸钠固化。在增塑聚合物- 硅酸聚合物组合物已涂布含有温石棉纤维或其它类型石棉例如铁石棉 (没有限制)的建筑材料之后，将该第二溶液固化组合物以稳定泡沫形式施加至含石棉的材料上。
本发明意欲处理含有温石棉或铁石棉类型的石棉纤维的多孔无机胶结材料，以将建筑材料转化成微包封材料。本发明尤其可用于净化包含在石膏基建筑材料中的温石棉纤维，所述石膏基建筑材料之前已被施加至建筑的结构部件例如钢梁、楼承板等等作为其上的涂层，以向其提供耐火性和耐热性。
本发明提供处理组合物，其为呈如步骤1的稳定的泡沫溶液形式的水溶液或水性分散体。本增塑聚合物和表面活性剂组合物构成独特的发泡剂体系，其包含阴离子和非离子官能两者，其量能够维持该处理组合物呈如本文中充分描述的聚合物稳定微包封泡沫的形式。
本公开包括衍生自水基溶液的两部分制剂，其具有将低极性有害烃、有机化学品、石棉纤维、无机化学金属微包封的能力。第一溶液包括水；预定比率的水溶性碱性硅酸盐溶液，该溶液具有至少一种碱金属和预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；预定比例的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；预定比例的至少一种水溶性非离子表面活性剂；预定比率的至少一种中等分子量聚苯乙烯三嵌段共聚物绒毛(fluff)；和，预定比率的至少一种低分子量液体聚丁烯增塑实体。所述碱金属可为钠和/或钾。第二溶液包括水和预定比率的水溶性酸；预定比率的水可分散的聚合物；预定比率的水溶性水溶助长剂；预定比率的至少一种水溶性絮凝剂。第二溶液可进一步包括预定比率的至少一种水溶性季铵盐表面活性剂和/或预定比率的水溶性活化剂。
第一发泡溶液优选包括范围为大约50:1至大约10:1且最优选大约50:1至大约5:1的水溶性阴离子表面活性剂与水溶性非离子表面活性剂的摩尔比。
第一发泡溶液的pH小于12，和/或大约为12。第一发泡溶液的 pH最优选介于大约10和12之间。权利要求1的两种溶液制剂，其中配制所述第一发泡溶液以提供高粘结和粘合性质，以便能够将其自身结合在一起成为具有半固体流变性质的团块。
第一发泡溶液的泡沫密度优选介于大约0.05g/cc至大约0.4g/cc 之间并最优选介于大约0.05g/cc至大约0.15g/cc之间。
第二溶液可进一步包括至少一种水溶性絮凝剂，其选自水合氯化铝、氯化钙、或其它金属盐、酸和酸可水解的物质。所述至少一种水溶性絮凝剂可以介于大约5和65重量％之间的浓度存在。
本公开还包括使用衍生自水基溶液的两部分制剂的方法，所述两部分制剂具有将有害材料包括低极性烃、有机化学品、石棉纤维、和无机化学金属微包封的能力。所述方法包括制备第一发泡溶液，其包括水；预定比率的水溶性碱性硅酸盐溶液；预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；预定比率的至少一种水溶性非离子表面活性剂；预定比率的至少一种中等分子量聚苯乙烯三嵌段共聚物；预定比率的至少一种低分子量液体聚丁烯；和，增塑实体。制备第二溶液，其包括水；预定比率的水溶性酸；预定比率的水可分散的聚合物；预定比率的水溶性水溶助长剂；和，预定比率的至少一种水溶性絮凝剂。所述方法优选进一步包括将第一发泡溶液施加至含有低极性有害材料的表面，所述低极性有害材料选自烃、有机化学品、石棉纤维、和无机化学金属；允许第一发泡溶液接触有害材料充足的时间以使第一发泡溶液渗透该有害材料；施加第二溶液至所述表面；和，允许第二溶液与第一溶液和有害材料接触以形成均匀的混合物。可将所得均匀的混合物保留在原处，所述有害材料被包封(微包封)或其可被除去。可使用湿去除方法来除去所述均匀的混合物。
优选以大约0.5英寸至大约2英寸的厚度将第一发泡溶液施加至石棉材料。
前面已经宽泛地概述了本文公开的发明的较重要的特征，使得下文的详述可被更清楚地理解，并使得本发明人对本领域的贡献可被更好地理解。本发明不会将其应用限于下文描述中阐述或附图中例示的构造的细节和组分的安排。相反，本发明能够具有其它实施方式并以本文未具体列举的各种其它方式实行和实施。另外，下文的公开意欲应用于所有替代方案、改进和等同方案，它们可包括在如由所附权利要求定义的本发明的精神和范围内。另外，应当理解本文采用的措辞和术语是用于描述的目的，并且不应被视为限制，除非说明书具体如此限制本发明。
附图简述
图1A是代表有机胶束材料的微包封的图。
图1B是代表使用本公开的组合物和方法进行石棉纤维的微包封的图。
图2是在2,000x放大倍数下的微包封系统的对照样品的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图3是包封在硅酸盐基质上的原油的SEM显微照片。
图4是直链苯乙烯嵌段共聚物(SBC)的结构的图示。
图5是多氯联苯(PCB)的化学结构的图示。
图6包括代表性多环芳烃(PAH)的化学结构的图示。
图7描绘了Cd+2的浓度与本公开的包封组合物的降低浓度之间的图形关系。
图8描绘了Cr+6的浓度与本公开的包封组合物的降低浓度之间的图形关系。
图9描绘了Pb+2的浓度与本公开的包封组合物的降低浓度之间的图形关系。
图10是相对于各已知体积的污染物浓度变化的添加剂浓度相对本公开的包封浓度描绘的图形关系。
图11描绘了使用EPA测试参数测得的已知体积的有害材料在各种类型的土壤中的提取量的表。
优选实施方式的详述
使用之前列举的包封的定义，人们可直观地看到所述包含实体的胶囊。单独的包封有时表示其不总是防止石棉纤维从基底脱层并变为气载的有效方法。若在词语“包封”之前使用前缀“微”，如在“微包封”中，则其含义大为不同，因为尺寸实际上变为限于“微”的词语含义。本发明是用于处理石棉的方法，包括：在石棉纤维上沉积基本上由乳化胶乳聚合物组成的材料，之后进行微包封。该微包封方法包括用密封剂喷射石棉材料，以将纤维粘合在一起，以便防止它们从结构中脱层并变为气载。本专利申请的本发明是用于处理石棉和其它毒性实体的方法，包括：在石棉纤维上沉积基本上由乳化胶乳聚合物组成的材料，之后进行微包封。该微包封方法包括用密封剂喷射石棉材料，以将纤维粘合在一起，防止它们从结构中脱层并变为气载。开发湿去除方法作为减少与各种干去除技术相关的问题的手段。湿去除通常包括用水或水-表面活性剂溶液将建筑材料润湿，以使其软化并由此促进其去除。可能微包封技术例如本发明的使用可解决这些问题中的一些。
如上所述，与本公开有关的微包封制剂(步骤1和步骤2)衍生自用于燃料、润滑剂和基于先进的表面活性剂技术的其它有害材料的革命性商业化处理方法，其展示将在分子水平上溢出的烃微包封入惰性无定形二氧化硅-聚合物基质中。该微包封方法独创地展示用于除去该废弃物类型的危险性质(例如可燃性、腐蚀性、反应性和毒性)的方法。
步骤1和步骤2添加剂由两种水基、非毒性、无害溶液组成。步骤1添加剂是水性、碱性、二氧化硅试剂，其含有脱附烃和化学品并将其乳化成为微观胶束的生物可降解表面活性剂的复合制剂。所述表面活性剂使自身进行取向，其中疏水部分朝向烃(污染物或有害材料)，亲水部分朝外取向(朝着形成包封壳的前体的亲水二氧化硅位点)。该产品可与各种污染物一起使用，所述污染物的范围从重油和淤浆至轻质燃料和溶剂。可设计具体的表面活性剂包用于具体处理，以允许微包封更亲水的物质。
其次施加的步骤2添加剂是略微酸性、水性、聚合物材料，其与碱性二氧化硅添加剂快速反应以完成微包封方法。在室温下，在10秒内，观察到微包封以在硅酸盐基质内部含有污染物种类的硅酸盐的沉淀团块的形式发生。随着时间接近1分钟，沉淀的团块固化成湿粘土状质地。据信基础的微包封方法在分子水平上将污染物包封在惰性无定形硅酸盐基质中，如图1中例示。此时微包封的材料的pH处于中性范围。
图1A描绘了捕获有机材料的微包封胶束10。如所描绘的，有害的低极性烃、有机化学品或无机化学金属，统称为12被捕获在胶束分子，统称为14中。这些胶束被微包封在二氧化硅基质16中。
图1B描绘了捕获纤维的微包封胶束20。如所描绘的纤维22，例如石棉纤维。如所描绘的，石棉纤维22被捕获在胶束分子，统称为 24中。这些胶束被微包封在硅基质26中。
当硅胶干燥时，二氧化硅微胶囊脱水，不可逆地收缩增加堆积密度，并且孔径缩小牢固地将污染物保留在原位。典型的微包封方法的表征结果表明，所得的二氧化硅基质具有非常低的渗透性和可沥滤性。残余的污染物或高度有害的化学品在这些条件下完全不可提取并且该基质具有给人印象深刻的长期稳定性。
形态表征。使用荧光、光学显微镜照片、扫描电子显微镜 (SEM)、能量色散X射线分析(EDXA)、X射线衍射和质谱法研究来表征微包封硅酸盐小室基质的形态。将20体积％的净原油样品(已知其在紫外(UV)光下发荧光)进行微包封并允许其风干。使用数种分析程序检查样品。归因于硅酸盐小室上的油渍，在平面偏振光下观察到原油在微包封样品中的存在。随后在UV光下检查同一样品。该样品未如预期般发荧光，这是由于原油在微包封样品中。在没有原油的对照样品中不存在油渍。SEM，耦联EDXA，表明在2000倍放大倍数下，硅酸盐形态具有许多多孔腔和囊，如图2中所示。图2展示包封以非常小的尺度存在。
X射线衍射表明硅酸盐小室主要是无定形二氧化硅。无定形结构是无规性质的，并且已知它们为非常稳定，这与高度有序的晶体结构相反。原油据说是微包封的，表示其通过物理力在分子水平上被约束在胶束中并被截留在硅酸盐基质的微细孔中。显示于图3中的电子显微照片RS 970546显示由亮暗对比反映的大约50至100纳米(nm)的边缘的精细结构。该技术用于微包封高体积油(10至30％)(基于每克硅酸盐包封材料的克数)的能力与微胶囊的非常小的纳米孔径相关，如通过图3中所示的显微照片上的精细结构表明。该微包封是一种纳米技术，因为孔径在纳米材料通常接受的1至100nm的范围内。
过乙酸(CH3COOOH)是非常强的氧化剂，如表1中所示，其具有比氯或二氧化氯更强的氧化势。在本公开中，可将强氧化剂添加至步骤1(第一发泡溶液)组合物中。过乙酸是不具有发泡能力的透明、无色液体，并具有强烈的刺激性乙酸(醋)气味。过乙酸是乙酸和过氧化氢在水溶液中的混合物(方程式1)。它是非常强的氧化剂并具有比氯或二氧化氯更强的氧化势。本发明涉及用于控制来自现存建筑结构的气载石棉纤维的改善的方法，并更特别涉及用于微包封和包含在含有石棉纤维作为其组成部分的现存建筑结构中的气载石棉纤维的威胁的方法，所述建筑结构例如墙壁、天花板、管道、导管、输送管、绝缘表面层等等。本公开还涉及提供新产品的方法，由此所含的石棉已采取该方式进行处理以去除石棉纤维的毒性。该净化能力可通过刚刚解释的微包封技术来发生或其可通过利用新净化方法来实现，该新净化方法结合具有与该微包封方法结合的能力的聚合方法。
已发现某些类型的新聚合物，其原本据说“吸收”原油和其它烃而没有随着烃被“吸收”而出现太多的任何膨胀。真实的情况是该新类型的烃并未真正地“吸收”烃。这些聚合物被称作热塑性弹性体(TPE)。它们是苯乙烯嵌段共聚物，其具有苯乙烯末端嵌段并具有含有橡胶嵌段共聚物片段的中间嵌段。各片段有助于聚合物的性质。图4显示直链 SBC的典型结构。苯乙烯末端嵌段是硬共聚物，其通过π-π电子堆积为SBC增加玻璃质强度。该能量类似于数十年前通过将聚合物体系交联而提供至聚合物体系的那种。所述中间嵌段由烯烃例如异戊二烯、丁二烯、乙烯-丁烯的似橡胶聚合物或具有“伸展”能力的其它此类共聚物组成。
可用于本申请的SBC产品的实例是：
(i)苯乙烯-丁二烯(SB)二嵌段共聚物
(ii)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)三嵌段共聚物
(iii)苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)三嵌段共聚物
(iv)苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)嵌段共聚物
(v)苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)三嵌段共聚物
(vi)苯乙烯-乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEE/PS)三嵌段共聚物。
某些化学品或聚合物将结合SBC嵌段共聚物以将SBC聚合物增塑。增塑剂是并入塑料或弹性体中以增加其柔性、可加工性或伸长性的物质。伸长性是在压力下扩张或伸展的能力。因此，增塑剂可为较低分子量的有机聚合物，其在被添加至刚性物质中时，赋予柔性。增塑剂包括各种有机液体。弹性体和塑料聚合物可为韧性、干燥、或刚性材料，其对于许多应用而言具有对于增塑剂的需要。除了其它方面之外，增塑剂可降低聚合物熔体粘度、降低二级玻璃化转变的温度、或降低聚合物的弹性模量。
本公开涉及改善的组合物和方法，其用于处理含有石棉纤维的多孔无机建筑材料以将建筑材料微包封，同时建筑材料是建筑环境的一部分并在可能的湿去除之前支撑在下面的基底上。
本公开进一步涉及处理建筑材料的方法，所述建筑材料含有石膏、温石棉和任选地其它组分，例如多孔聚集微粒，例如同时作为建筑结构的一部分的蛭石。这使用硅酸盐微包封处理组合物以便将建筑材料转化成非监管材料，所述硅酸盐微包封处理组合物含有足以提供稳定的发泡处理组合物的量的聚合物稳定发泡剂体系，所述稳定的发泡处理组合物能够粘附并渗透入被处理的建筑材料。该体系由此提供了在硅酸盐微包封之前应用不同的微包封方法的模式。
根据本公开，本发明组合物和方法意欲用于微包封温石棉材料、通常是石棉材料，和步骤2(第二溶液)。经微包封的石棉材料可随后适于湿去除，若需要的话。所述组合物包含水、将使TPE嵌段共聚物增塑的化学实体或低分子量聚合物，和用于聚合物组分的高浓度非离子表面活性剂的独特组合。该混合物与硅酸盐微包封体系的步骤1组分组合，所述步骤1组分含有另外的水、两种低浓度阴离子表面活性剂和硅酸钠。该硅酸钠在聚合物硅酸形成所需的10-12.5的pH范围内或略微高于该值。首先将该组合物喷射到石棉组合物上，接着是共振时间，之后喷射引起硅酸钠固化的微包封固化剂。该固化剂具有小量的磷酸、无机钙盐、触变表面活性剂和小量的聚DADMAC(与水合氯化铝混合)。在增塑聚合物——硅酸聚合物组合物已涂布含有温石棉纤维或其它类型的石棉例如铁石棉的建筑材料之后，将该固化组合物以稳定泡沫形式施加至含石棉的材料，这允许吸收约8至20重量份的处理组合物每重量份的被处理材料中的温石棉或铁石棉。
本公开的组合物和方法适合用于处理含有温石棉或铁石棉类型的石棉纤维的多孔无机胶结材料，以将建筑材料转化成微包封的材料。本发明尤其可用于净化包含在石膏基建筑材料中的温石棉纤维，所述石膏基建筑材料之前已被施加至建筑的结构部件例如钢梁、楼承板等等作为其上的涂层，以向其提供耐火性和耐热性。
本公开描述了一种处理组合物，其是呈如步骤1的稳定的泡沫形式的水溶液或水性分散体。已出乎意料地发现本文描述的发泡剂体系能够携带大量水性体系，所述水性体系具有能够在纳米尺寸尺度上微包封石棉纤维的试剂，同时在原位作为粘附于所述建筑材料的胶结建筑材料的一部分，当施加时，将水性系统递送和转移至胶结建筑材料而没有损失泡沫完整性且没有大量损失水性系统至建筑环境。所述水性系统可包含高浓度的增塑乳化聚合物成分与如以下本文所述的以及上文提及应用中的微包封体系的碱性组分。
本增塑聚合物和表面活性剂组合物构成独特的发泡剂体系，其包含阴离子和非离子官能两者，其量能够维持该处理组合物呈如本文中充分描述的聚合物稳定微包封泡沫形式。本发明泡沫可递送含水泡沫体系，其具有在增塑聚合物组合物中的高非离子表面活性剂含量和来自增塑SEE/PS嵌段共聚物(Burns等人的US 7,329,355 B1中鉴定，其通过引用全部并入本文)和碱性硅酸微包封组分的混合物中的两种表面活性剂的双阴离子表面活性剂。增塑剂选自各种类型的低分子量支化聚合物。
选择用于本处理组合物的发泡剂体系必须能够将数种关键性质赋予该处理组合物。例如，所选的发泡剂系统必须使得该处理组合物能够使用对于室外操作方便的装置来形成稳定的泡沫。如在本说明书和权利要求书中所使用的，术语“稳定的泡沫”表示定义相对致密的泡沫 (密度至少为约0.05至0.4g/cc并优选为约0.05至0.15g/cc)，其能够存在于高度碱性的环境中。另外，该发泡剂系统必须能够形成能够粘附于胶结建筑材料等等的泡沫，不管建筑材料的取向如何(例如，水平或垂直，地板或天花板)。再者，该发泡剂体系必须能够，在其释放并提供其水性系统以进入胶结建筑材料的孔中时维持其完整性(例如，该泡沫必须能够存在足够的时间以允许渗透而没有排水，例如，在步骤1 的施加之后至少1分钟、优选至少约2分钟且最优选至少约10分钟，以提供该水性处理组合物，其能够粘附于并浸入被处理的建筑材料，而不引起任何显著的向环境的排水)。
该发泡剂系统还应当提供具有高粘结和粘合性质的泡沫处理组合物。换句话说，该泡沫处理组合物应当具有足够的粘结强度以将其自身结合在一起成为具有半固体(假塑性体)流变性质的团块，和足够的粘合强度以便以在表面活性微包封系统内部的相对厚的泡沫层的形式粘附于被处理的含石棉的材料。因此，根据本发明的泡沫处理组合物应当具有足够的粘合强度以作为约0.5至约2英寸厚度的泡沫层粘附于布置在垂直或倒置建筑结构或I型梁上的建筑材料，极少有流出(若有的话)。
因为本发明的处理组合物具有12或更低的pH，适合用于本处理组合物的发泡剂体系应当在高pH条件下稳定。因此，在中性或酸性 pH条件下将可用于产生泡沫组合物的许多试剂失去其功能或以某一方式分解，导致它们不适合用于本发明。可理解在高pH条件下不稳定的发泡剂体系，或以其他方式经历某种分解的发泡剂系统，仍然可能是使用可接受的，条件是此类发泡剂体系分解所需的时间比施加泡沫处理组合物并使其浸入被处理的建筑材料中所需的时间更长。因此，可使用许多可分解的发泡体系，如果在泡沫形成和施加至建筑材料之前即刻将它们添加至处理组合物的话。本发明的泡沫处理组合物在施加之前是稳定的泡沫。
本发明的泡沫处理组合物由于其发泡和润湿性质而是优选的发泡剂体系。因此，优选的发泡剂体系包含至少一种具有阴离子官能的试剂和至少一种具有非离子官能的试剂的混合物。应当向处理组合物中添加具有非离子官能的试剂和具有阴离子基团的试剂的相对量，以提供约500:1至1:1、优选约50:1至10:1、且最优选约20:1至5:1的官能摩尔比。特定处理组合物使用的确切比率将取决于处理组合物的组分，以及用以铺展泡沫的设备，并可通过小测试运行来确定。如本文和在所附权利要求书中所用的术语官能团是指包含在分子中的化学官能团。该分子可为小的、相对简单的结构或可为聚合物结构，并且各分子在其分子结构中可具有一个或多于一个官能团。基于组合物的总重量，可将非离子和阴离子发泡剂体系的混合物以至多约30重量％的量添加至处理组合物。但是，对于根据本发明的典型的处理组合物，该发泡剂体系通常包含不超过约20重量％的总组合物。
本发泡体系必须进一步包括至少一种非离子表面活性剂。这些试剂据信，并非限制，提供驱动力，该驱动力使得处理组合物能够在其施加至多孔建筑材料期间抵抗重力而释放进入孔中。并非所有的试剂都提供本发泡剂体系所需的必要的低接触角/高表面张力性质。它们还可提供对于结合石棉纤维胶结材料的钢铁的腐蚀防护。
其它高度有害的专业化学品
被称为联苯的化学品由用碳碳单键连接在一起的两个苯环组成。其不一定是有害的。多氯联苯(PCB)(图5)是具有式C12H10-XClX的有机氯化合物。PCB一度广泛用作电气设备中的电介质、热传递、冷却液和用于无碳复写纸。PCB具有持久的使用寿命并仍然广泛用于电介质和热传递应用，尽管其制造自二十世纪六十年代、在鉴定出大量健康问题以来已大大下降。由于PCB的环境毒性且被分类为持久性有机污染物，PCB生产在1979年被美国国会和在2001年被关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约(Stockholm Convention onPersistent Organic Pollutants)禁止。国际癌症研究机构(International ResearchAgency on Cancer,IRAC)提出PCB是确定的人类致癌物质。根据EPA，PCB导致动物癌症并很可能是人类致癌物质。许多河流和建筑包括学校、公园和其它地点被PCB污染，并且已存在食品供应被该毒素污染。
多氯联苯是高达209种个体氯化化合物(称为同源物)的混合物。不存在已知的PCB的天然来源。PCB化合物是浅黄色粘性疏水液体，其具有极其低的水溶度(大约0.0027-0.42ng/L)。它们在大多数有机溶剂中具有高溶解度，在室温下具有低蒸汽压。它们具有2.5～2.7的介电常数、非常高的热导率和高闪点(170至380℃)。密度从1.182至 1.570g/ml变化，并且其它物理和化学性质跨类广泛变化。随着氯化程度增加，熔点和亲脂性增加，而蒸汽压和水溶度降低。PCB不具有已知的气味或味道。许多商业化PCB混合物在美国以商品名Aroclor为人所知。
PCB不容易分解或降解，这使得它们对于工业具有吸引力。PCB 混合物耐酸、碱、氧化、水解和温度变化。PCB通过在升高的温度下部分氧化而产生极毒的二苯并二噁英和二苯并呋喃衍生物。在1000℃下焚烧对于PCB是破坏性的。PCB是相当化学惰性的，因此，它们容易渗透皮肤、PVC和胶乳(天然橡胶)。耐PCB的材料包括氟化橡胶 (Viton)、聚乙烯、聚乙酸乙烯酯、丁基橡胶、丁腈橡胶和氯丁橡胶。热脱附是用于从土壤中除去PCB的高度有效的技术。
与暴露于PCB相关的健康影响包括成年人中的痤疮样皮肤病症和儿童中的神经行为学和免疫学变化。已知PCB导致动物癌症。在由 EPA鉴定的1,598个国家优先列表(National Priorities List)地点中的至少 500个中已发现PCB。
EPA已选择用于PCB的最佳环境净化方法是固化/稳定，其中废弃物固化包括将粘合剂，例如波特兰水泥、水泥窑粉尘、飞灰、所述三种的组合或沥青，添加至废弃物中以将污染物包封在不可溶、流动性较小和毒性较小的固体基质中(U.S.EPA./540/S-93/506，十月)。固化废弃物改善了其材料处理特性并通过降低废弃物孔隙率和暴露表面积而降低了至沥滤剂的渗透性。S/S方法利用这些技术中的一种或两种并且从根本上不同于其它PCB补救技术，因为它们降低了PCB的流动性，但是不浓缩或摧毁它们(U.S.EPA 2000EPA 542-R-00-010，九月)。虽然经常被认为更适合用于处理无机污染例如重金属，S/S已在数个地点用于成功地补救有机物(例如，PAH、二噁英)包括PCB((U.S. EPA 2009.EPA/600/R-09/148,U.S.EPA,National Risk Management Laboratory,R&D办公室，十一月)(EnvironmentalSecurity Technology CertificationProgram(ESTCP)2009.ESTCP,项目ER-200510，五月))。在US EPA 1993，Technical Resource Document EPA/530/R93/012，六月中，EPA建议传统的水泥和火山灰材料(pozzolanic materials)已显示在处理O&G、表面活性剂或螯合剂含量高而没有预处理的废弃物的全面应用中一贯有效。S/S方法经常分为以下宽泛的类别：无机方法(水泥和火山灰的)和有机方法(热塑性和热固性的)。
一般而言，就化学而言，基于纳米技术的微观过程经常比宏观过程或包封和固化/稳定成功地多；因此微包封应当比宏观包封或固化/稳定成功地多。关于图1A、2和3以及表1讨论的微包封信息在分解极其有害的化学品和生物战剂模拟物然后微包封有害性较弱的氧化组分方面是极其成功的。
其它类型的有害化学品可能使用微包封技术的优越方法被长期稳定。众多无机化合物(火山灰的)或更明确地，众多具有形成不可溶的微包封矿物或盐的能力的重金属是一个实例。有机物在挥发性有机化合物(VOC)(其包括大多数有机物)和半挥发性有机化合物(SVOC)(例如许多PCB)中分配。测试为SVOC的典型的化合物种类包括，多环芳烃 (PAH)、PCB、杀虫剂和除草剂、二噁英类、邻苯二甲酸酯类、酚类和大量其它有机化合物。在食品安全应用中，提取以下溶剂：杀虫剂、除草剂、污染物、掺杂剂、兽药残留、黄曲霉毒素和霉菌毒素。其它分类废弃物类型的方法将它们与它们被用的工业联系，例如钻井泥浆废弃物，其可能被微包封。
这些仅是一些需要用称作微包封的该新的优越的技术完成的新工作领域。例如，PAH(图6)是环状芳族环，其在两个碳之间具有反应性“凹处(bay)”区域位置，其可用在图6中箭头指示的两个相邻碳上的氧化物、二醇或环氧化物键形成非常毒的分子。PAH是相对高分子量的固体，其具有低挥发性、相对不可溶于水且可溶于许多有机溶剂。大多数可被光氧化并降解成更简单的物质。
S/S技术的性能有效性最经常使用可沥滤性测试：合成沉淀沥滤程序(SyntheticPrecipitation Leaching Procedure,SPLP)或毒性特征沥滤程序(CharacteristicsLeaching Procedure,TCLP)来测定。宽范围的其它性能测试可能需要结合被处理的材料的微包封或S/S可处理性研究来进行。这些包括对于有机物的总废弃物分析、渗透性、无侧限抗压强度 (UCS)、处理废弃物和/或沥滤液毒性终点，以及冻/融和湿/干风化循环测试。可处理性研究应当在重复样品上进行，所述重复样品来自跨越在现场遇到的物理和化学性质的期望范围的代表性系列的废弃物批次。
实施例1-石棉
通过Clean Tech Innovations,LLC in Bartlesville,OK制备微包封产品修改的样品，并将其送往Cinnaminson,NJ中的EMSL Analytical,Inc. 用于石棉测试。
将三等份的NIST铁石棉(铁闪石)置于干净未使用的玻璃罐中。步骤1是乳液并将其倾倒入含有铁石棉的玻璃罐中。搅拌样品以涂布石棉，并允许调整(setup)5分钟，之后添加步骤2的液体，并随后用搅拌棒完全混合在一起以确保纤维涂布。使所得物质留在生物安全柜中干燥3天。将样品分开并将一个样品提供至石棉部分，将一个样品提供至材料科学实验室。
在准备透射电子显微镜(TEM)和偏光显微镜(PLM)分析中，将样品材料转移至坩埚中并经由修改的EPA/600/R-93/116来制备。将样品置于480℃下的马弗炉中8小时，直到样品完全灰化成细粉末。随后用 1N HCl酸处理灰烬，以除去任何碳酸盐，并将残余物过滤到0.4μm 聚碳酸酯(PC)滤纸上。将该滤纸在干燥炉中干燥，直至残余物变干。用手术刀片将一部分残余物刮下并放入装有实验室级异丙醇的小离心管中。将管超声1分钟并将悬浮液的一小等份置于碳涂布的TEM铜网上。剩余的残余物留在PC滤纸上用于PLM分析。
使用JEOL 100 CXII分析透射电子显微镜在20,000X下和Leica PLM显微镜来分析样品，以确定微包封方法是否以任何方式改变了石棉。铁石棉(铁闪石)是具有式Fe7Si8O22(OH)2的闪石类的矿物。标准样品和处理的样品两者均通过能量色散X射线分析(化学)、选择区域电子衍射(晶格)和PLM进行分析。在各分析中，铁石棉仍然可鉴定为铁闪石石棉，证明该方法未改变石棉Fe7Si8O22(OH)2尖端。
由EMSL Asbestos Laboratory制备样品并如所附附录中记录地提交。该材料，一旦被Materials Science Laboratory接收，以数种方式进行干燥，包括在环境温度和湿度下、在70℃下和在105℃下干燥72小时。环境温度和70℃样品对于SEM分析而言未充分干燥。发现在 105℃下干燥的样品是分析可接受的。通过SEM进行的样品分析显示大部分石棉纤维和束被包封在，或包含在施加产品的薄涂层中。这些结构可代表易碎材料。
实施例2–系统扩展–重金属
本实验意欲产生这样的结果，其展示若被微包封的物质是毒性重金属的话，该微包封程序可能如何表现。表2显示在用步骤1和步骤2 添加剂微包封，接着进行TCLP提取之后的可提取的Cd+2的水平降低。以1:1:1比率的金属溶液/步骤1/步骤2体积处理的溶液(至多300 ppm Cd+2)被微包封至落入用于垃圾填埋的1ppm或更少的EPA RCRA 毒性极限内的可沥滤水平。若1:1:1比率不提供1ppm或更低的M浓度，使用1:2:2或1:3:3微包封比率将可能提供小于1ppm的可沥滤性，满足至多约500ppm的Cd+2在溶液中的EPA的RCRA毒性极限。1:3:3比率具有比1:2:2比率更低的可沥滤水平，并且存在500ppm 以上的水性Cd+2水平，其可被处理成低于规定水平，但是从数据中不明显。
虽然对于高达36,600ppm的高度浓缩的Cd+2溶液而言，获得了令人印象深刻的降低(最多>99％)，但是在500ppm以上的任何事物都不符合垃圾填埋的资格，因为EPA RCRA可沥滤毒性极限在1ppm以上。现在，人们可在1:4:4的试剂浓度下评价，但是在某一点上其变成经济问题。将Cd+2的原始水性浓度相对TCLP之后的数据作图，导致出现如图示图7中所示的线性关系，其显示0.9932–0.9883的R2值，表明良好的拟合。
表3显示在用步骤1和步骤2添加剂进行微包封接着是TCLP提取之后的可提取的Cr+6的类似降低的水平。将以1:1:1比率用步骤1和步骤2添加剂处理的溶液(高达500-800ppmCr+6)进行微包封至落入用于垃圾填埋的5ppm的EPA RCRA毒性极限内的可沥滤水平。使用1:2:2或1:3:3微包封比率提供改善，尽管使用该数据，关于介于400– 1430ppm的污染处理的浓度上限是不清楚的。
虽然对于高达介于400-1,430ppm之间范围的高度浓缩的Cr+6溶液而言，获得了令人印象深刻的降低(>99％)，但是自1,430及更高的样品不符合垃圾填埋的资格，因为EPARCRA毒性极限在5ppm以上。将Cr+6的原始水性浓度相对TCLP之后的数据作图，显示图8中的线性关系。
表4显示在用步骤1和步骤2添加剂进行微包封接着是TCLP提取之后的可提取的Pb+2的类似的降低水平。以1:1:1比率用步骤1和步骤2处理远超过620ppm Pb+2的溶液并进行微包封至落入5ppm的用于垃圾填埋的EPA RCRA毒性极限内的可沥滤水平。10,000或更高的铅水平将可能使用1:2:2和1:3:3微包封比率通过5ppm RCRA标准，其可将水性污染物的可沥滤水平从大约15,000延伸至小于5ppm，满足EPA的至多约500 ppm的Pb+2在溶液中的RCRA毒性极限。
虽然对于高达32,600ppm的高度浓缩的Pb+2溶液而言，获得了令人印象深刻的降低(>99％)，但是这些较高的浓度不符合垃圾填埋的资格，因为EPA RCRA毒性极限在5ppm以上。将Pb+2的原始水性浓度相对TCLP之后的数据作图，显示图9中的线性关系。
虽然对于高达32,600ppm的高度浓缩的Pb+2溶液而言，获得了令人印象深刻的降低(>99％)，但是这些较高的浓度不符合垃圾填埋的资格，因为EPA RCRA毒性极限在5ppm以上。将Pb+2的原始水性浓度相对TCLP之后的数据作图，显示图9中的线性关系。
实施例3–系统扩展–烃污染的土壤
方法
该实施例的目的是产生数据以代表当用各种浓度的步骤1和步骤2 处理给定体积的已知污染物浓度的特征废弃物污染的土壤时，可能出现的最有可能的结果。分析烃测试结果展示在不同土壤污染水平下使用的步骤1和步骤2推荐处理比率满足监管标准。因此，这些结果证实用于作出受污染土壤的处理推荐的步骤1和步骤2处理比率对污染物浓度曲线。
特征废弃物通常产生自运输燃料、润滑剂和原油，其与被认为是有害的所列废弃物不同并且必须以不同方式处理。理想地，所选步骤1 和步骤2处理比率应当提供在基于监管风险的标准以下的污染物浓度的残余的可沥滤水平。选择用于评价的三种污染物是汽油、柴油和原油。在粉砂壤土和粘土两者中评价这些污染物。根据研究，EPA NCP Subpart JProduct Schedule测试对于步骤1和步骤2添加剂不是必要的。对于Oklahoma的汽油或柴油泄漏的土壤修复，环境质量部(Department of Environmental Quality,DEQ)陈述地下水的重要的污染物主要是TPH 和以下水平的BTEX：苯<0.04ppm，甲苯<20.00ppm，乙苯<15ppm和二甲苯<167。在该地点地下水和地表水影响不重要的地方，50ppm TPH是适当的净化水平，并且BTEX分析不是必要的。同样在工业场地，通常对于汽油而言，500ppm TPH是可接受的，并且对于柴油而言，2500ppm TPH是可接受的。TPH<1000ppm的石油污染的土壤可去往允许接收无害工业固体废弃物的任何垃圾填埋地。在1000ppm以上，垃圾填埋地必须配备有合成内衬和沥出物收集系统。这些仅是监管指南，并且对于具体情况而言，人们应当咨询适当的规章或DEQ代表。步骤1和步骤2添加剂是独特的，因为污染物(contaminate)在液体步骤1中溶剂化成液体或乳液，并在与步骤2添加剂接触之后快速转化成固体硅酸盐基质。随着二氧化硅微胶囊脱水，二氧化硅不可逆地收缩，增加了堆积密度，并且孔径缩小牢固地将污染物保留在原位。不仅污染物强烈地保留在微胶囊中，而且该微胶囊可被认为是污染物的纳米吸收剂。因为这些产品处于微观水平(50-100nm)，它们优于基于水泥样材料的经典的稳定/固定化技术，但是它们还具有可永久将污染物锁入基质中的吸收剂的特性。不存在设计用于吸收剂的具体测试方法，除了用于垃圾填埋地接受的Paint Filter Test(EPA Method9095B)之外。TCLP提取和之后的过滤程序原本由EPA设计用于RCRA金属和所选有机物提取和分析。更多细节参见40CFR§261.24，以解释其衍生自毒性(特征废弃物)废弃物。TCLP帮助鉴定可能的废物至可能对于人类健康或环境有害的污染物的沥滤浓度。TCLP被采纳为表征TERRACAP 添加剂的烃固定能力的标准手段。其为包括样品的20:1稀释和18hr搅拌以产生沥出液的侵入性程序。目的是使用该程序产生可经历实验室测试的最坏情况沥出液。在TCLP沥出液上进行的烃分析范围一直为<1 –20mg/l，远在50ppm极限以下。
混合和递送系统
用于土壤污染的应用土壤混合装置是商品级Kitchen Aide Professional 600混合器，其附上三个锥形喷嘴用于递送污染物、步骤1 和步骤2，同时混合。将喷嘴连接至作为递送机构的使用空气加压至40 psi的100ml不锈钢储器。搅拌叶片用在反相转轴混合器上，以混合土壤、污染物、步骤1和步骤2。
实验室处理程序
用于土壤修复的一般实验室处理程序如下：
1.在共混机中经5分钟时间将预定土壤混合至良好的一致性。
2.将预定体积的污染物转移至其储器中并使用40psi空气压力用烃污染土壤，并允许在完成添加之后混合5分钟。
3.移除100g污染土壤的对照样品。
4.将步骤1和步骤2转移到单独的储器中。
5.在储器上使用40psi的空气压力喷射步骤1，并在完成添加之后允许与污染土壤混合5分钟。
6.在储器上使用40psi的空气压力喷射步骤2，并在完成添加之后允许其混合5分钟。
土壤、污染物、步骤1和步骤2添加剂、以及水的量显示在表5中。污染物和土壤重量总共为1,100g。步骤1和步骤2添加剂总是以与污染物相等的体积进行添加。当将步骤1添加至烃污染的土壤中时，混合的程度非常重要。混合在确定步骤1的表面活性剂体系和烃污染物之间的脱附接触的质量中是主要的变量。当添加步骤2至混合物中时达到的混合水平对于快速获得具有中性pH的均匀混合物是重要的，所述中性pH 在数秒接触之内将二氧化硅转化成沙样颗粒。添加步骤1和步骤2添加剂之间的时间为5分钟，允许在添加步骤2之前烃的乳化。
在初步实验中，意识到步骤1和步骤2添加剂将需要用水进行稀释，以便充分覆盖土壤颗粒。这与混合相关并正如混合一样重要。当土壤湿润，但不泥泞时获得最佳结果，因为泥泞时可导致装置领域中的操作问题。仅在最高污染物浓度下用步骤1和步骤2浓缩物处理该土壤，其中存在足够的步骤1和步骤2体积以润湿土壤颗粒。另外，总是存在稀释并且最佳稀释通常通过操作和TPH(BTEX)结果来确定。当给定稀释的步骤1伴随混合被添加至土壤中时，该土壤获得一定流动性水平。一旦添加步骤2，该流动性消失并观察到干燥作用。通常在 200,000ppm污染物水平下，推荐1:1稀释比率。在100,000ppm污染物下，优选1:2稀释比率。对于50,000–4,000ppm污染物，优选1:3稀释比率。虽然可使用1:4稀释比率，但是使用1:3稀释比率可获得合适的结果。相对于各已知体积的污染物浓缩物变化的步骤1和步骤2添加剂浓度对步骤1和步骤2添加剂处理比率的图显示在图10中。
在开始测试程序之前探索并解决众多其它细节，使得可在整个测试程序中使用一致的程序。这些的实例是：选择最佳喷嘴(圆锥)，混合
大多数数据分析方法如下：使用TCLP程序提取微包封的材料的样品。在提取之后，通过真空过滤根据程序分离滤出液。将滤出液提交至Tulsa,OK的Green Country Testing用于GC分析，以通过EPA方法 8015m确定DRO、GRO或LRO的TPH。若需要，通过EPA方法8020确定BTEX值。BTEX主要存在于汽油、柴油和原油中。对照未经TCLP提取。TPH和BTEX分析直接在对照土壤样品上进行，以确立样品的污染水平。进行制样以确定污染物在待评估废弃物中的平均水平。重要的是认识到废弃物的大多数不正确的化学评估是由于差的或不正确的制样。但是，广泛的制样推荐是不可能的，因为它们取决于整个待测试材料的任何被测性质的一致性。用于TCLP提取和随后的TPH和BTEX 分析的土壤取样可能是其中可引入最高水平误差的地方，尤其是对于对照样品。存在低水平的烃吸收在土壤上，其可能未被提取，使得土壤更难以根据Green Country Testing的Brian Duzon,POC来分析。当污染物通过喷射到土壤或粘土上引入时，某一部分还涂布了混合钵和搅拌机(mixing whip)。对于例如汽油的样品而言，挥发性是一个顾虑。在较高污染物浓度下，土壤用烃润湿并且其在混合之后不花费长时间就直观看到游离烃污染物沉降在混合钵或容器中。制样可能解释目标污染物浓度水平和通过分析确定的值之间的许多差异。通过分析确定的那些值对于小样品通常相当准确，尽管对于在总体系统中添加的污染物的量的真实值是准确的，较少可能损失到混合和喷射装置中。在将步骤2添加至混合物用于微包封之后，混合期间的土壤变得更加均匀并具有更干燥的外表。制样对于步骤1和步骤2处理的样品上的误差贡献少得多，因为在土壤上或在TCLP提取水的表面上不存在任何游离的污染物。
结果和讨论
表6显示通过步骤1和步骤2添加剂微包封以降低可沥滤性的柴油污染的粉砂土的结果。对照TPH和BTEX值来自同一样品。对照未经 TCLP提取，而是用50/50二氯甲烷/丙酮提取，并按原样根据EPA 8015 和8020进行分析。这些值与预期计算的污染水平有很大差别。这毫无疑问是由于制样期间的沉降和淤积，并且在混合过程期间，油的损失留在共混机和容器以及喷射装置上。但是，性能也是可变的。被处理的样品各自来自不同的污染试验。原本进行大的间歇试验并将它们组合，由此进行微包封试验。由于在较高污染物浓度下存在显著量的非土壤吸收污染物，污染物在储存容器中形成梯度。因此，该技术被抛弃，为了利于制备新鲜的污染土壤用于各微包封试验，接着是添加第一(步骤1)溶液和第二(步骤2)溶液。
注意到所有的微包封结果均显示对于粉砂土中的柴油而言，低于 50ppm TPH、<0.04ppm苯、<20.00ppm甲苯、<15.00ppm乙苯和<167 pp二甲苯的DEQ水平的可沥滤性。大多数微包封样品分析为未检测出 (ND)，表示它们在适当附注中指明的水平以下。项目36-6c表明乙苯的<0.11ppm由一式三份平均值产生，一次分析为0.328，另两次分析结果是ND或<0.05，因此三次结果的平均值为<0.11。注意到，项目号5c 也通过没有TCLP的EPA 8015分析，以建立在土壤样品中微包封的烃的实际量，并发现其为6,500ppm。
表7显示汽油污染的粉砂土的结果。从所有以下测试中消除10,000 ppm试验，因为在从0.5lb/ton至0.75lb/ton处理比率的材料浓度中不存在太多差异。汽油可具有比柴油和有时候比原油更高的BTEX浓度。注意到在微包封样品上的TPH水平全部在50ppm以下。但是，苯在两个最高污染物水平(突出)下略微超出监管规定，但是在1:2稀释下，其在监管水平之内。这表明对于汽油而言，1:2稀释水平对于在较高浓度下是优选的，并且对于汽油而言，在100,000-200,000ppm水平下，可能需要4.5加仑/吨的处理比率。优选的稀释比率被突出。
表8显示Bartlesville原油污染的粉砂土的结果。注意到在微包封样品上的TPH水平全部在50ppm以下，以及BTEX水平全部在<0.04ppm 苯、<20.00ppm甲苯、<15.00ppm乙苯和<167pp二甲苯的监管标准之内。
表9显示粘土上的柴油的结果。在微包封样品上的TPH水平全部在 50ppm以下，以及BTEX水平全部在<0.04ppm苯、<20.00ppm甲苯、 <15.00ppm乙苯和<16ppm二甲苯的监管标准之内。
表10显示粘土上的汽油的结果。关于粉砂土上的汽油，在200,000 和100,000浓度下，苯水平在监管水平以上。该100,000可通过进一步稀释步骤1&步骤2添加剂来降低，如同对于粉砂土的情况一样。
表11显示粘土上的原油的结果。再次，注意到在微包封样品上的 TPH水平全部在1.4ppm以下，以及BTEX水平全部在<0.04ppm苯、 <20.00ppm甲苯、<15.00ppm乙苯和<167pp二甲苯的监管标准之内。
重要的技术成果
根据图8中显示的浓度图，最重要的技术成果是烃污染土壤的TPH 降低至<50ppm。对于该关系，F(x)＝16.67x1.75的幂次定律算法的R2 ＝0.9824。这在砂壤土和粘土两者中对于柴油和原油而言都是正确的。污染物通过步骤1脱附并在接触步骤2添加剂之后快速转化成固体硅酸盐基质。随着二氧化硅微胶囊脱水，二氧化硅不可逆地收缩，增加了堆积密度，并且孔径缩小牢固地将污染物保留在原位。因为孔径与纳米颗粒的大小重叠，步骤1和步骤2添加剂被认为是纳米吸收剂，其优于经典的稳定/固定化技术。
显著的成果是，产生的实验室数据满足所有污染物中对于苯的 ODEQ规定，除了汽油的高TPH端之外。对于200,000ppm汽油而言，苯/砂壤土降低至3.18ppm(ODEQ<0.04ppm)，但是在100,000ppm汽油下，其为0.021ppm。在粘土中，在200,000ppm污染物下，苯为2.696ppm，并且在100,000ppm汽油浓度下，其为0.129ppm。在100,000以下，达到了全部的苯监管要求。图8是容纳99％数据的标准“一体适用”曲线。高浓度的汽油可通过所用的步骤1&步骤2的量的略微体积增加来处理成监管水平。
实施例4.方法和假设
该实施例是污染表面下土壤并且在土壤装填芯中微包封烃的尝试。
装置
芯装置由3英寸内径×10英寸长的聚氯乙烯管组成。将该管装配到标准钻井泥浆失水量测试装置中，其顶盖和底盖借助调节螺丝相对于管的端部用压力装配。软木垫片用于将管的端部密封进入盖中。该芯以垂直位置安装。顶盖具有进口和分散板用于最小化沟槽形成 (channeling)的目的。底部具有液体出口，其中流体被收集并分析。失水量装置原本具有钢筒，但是使用该钢筒非常难以完好无损地移除该芯。可能从PVC芯固定器中水力移除该芯而不用解体。
芯土壤装填和流体混合
使用与失水量装置中的芯的直径相等的活塞连接的螺杆将使用与实施例3中描述的相同的步骤制备的干燥的(水分)污染的土壤以四份相等的量(425g)装填入芯中。在该过程结束时，装填土壤的顶部处于芯的顶端。该芯的总土壤量为1,700g。在之前的讨论中，混合是可归结于确定步骤1的表面活性剂体系和烃污染物之间的脱附接触的质量的主要变量。关于步骤1和步骤2稀释的来自实施例3的稀释结论适用于此，而没有进一步的实验，主要是因为存在大量土壤以均匀接触。当将步骤2泵吸入芯中以快速获得具有在数秒接触之内将二氧化硅转化成沙样颗粒的中性pH的均匀混合物时，混合也是重要的。底线是在芯中的混合或多或少基于装填土壤的均匀度具有偶然因素。
泵吸程序
泵压是最小的，并且其被确定为不是该实验方案中的变量。用于这些实验的泵速为7ml/min。低泵速在本领域中是合意的，以便不会使亚表层破裂。初步试验帮助建立最佳泵速、最佳步骤1和步骤2添加剂稀释因子和对该方案感到舒适。将处于相对于污染物浓度建立的浓度下的稀释的步骤1和步骤2添加剂的预定量注射进入芯中。在芯底部处的突破在建立泵吸的步骤1和步骤2添加剂的体积方面是重要的。步骤1 和步骤2总是各自以相等的量添加至污染物中。当将液体注射进入土壤芯中时观察到一个问题，该芯随着流体面移动穿过芯而变得饱和。在可接受浓度的步骤1和步骤2添加剂实际上接触芯底部之前，需要更多液体接触芯的较低水平。该水平的土壤润湿不会在实验3中的表面土壤补救实验中出现。同样，在现实世界中，亚表面芯具有无限长度，取决于注射到亚表面区域中的流体的高度、宽度和体积。可以说，在芯的末端不存在聚集(collection)。该范式转换(paradigm shift)没有造成结果的显著区别。亚表面处理中的其它担忧包括微包封组分在土壤表面区域上的离子吸引或吸附以及随着流体移动通过芯或亚表面区域的孔隙率。出于这些原因，与实施例3中的结果相比较，步骤1和步骤2添加剂的浓度增加到5倍每重量土壤。步骤1的量为160g，步骤2的量为160 g，各自用等量的水进行稀释。泵吸程序为：
1.泵吸用160g水稀释的160g步骤1。
2.泵吸空气30分钟，接着是25g水，以用作冲洗。
3.泵吸用160g水稀释的160g步骤2。
4.泵吸空气直至没有更多液体离开筒。
5.使芯固定12小时，之后进行水力移除。
移除芯，并从该芯的顶部和底部切下的部分用于TCLP提取，接着是TPH、BTEX分析。评价的柴油污染物浓度为4000和100,000ppm。
结果和讨论
进行众多实践运行以鉴定各种重要的参数。该实验聚焦于两种浓度的柴油污染的土壤，10,000和4,000ppm。装填的芯通常在液体离开芯之前接收320g的稀释的步骤1和大约160g的稀释的步骤2。液体在约 475ml处停止从筒滴下。因此，该芯保留大约190g的注射材料。巧合的是，浓缩的步骤1和步骤2添加剂中的水的体积大约为180g，表明来自添加剂的大多数固体可能保留在芯中，而液体(水)被排出。排出流体的pH为中性。
从芯固定器中移除土壤芯用于观察和分析。在这些初始测试期间未观察到堵塞。当移除柴油污染的芯时，似乎步骤1和步骤2添加剂相当均匀地分布在芯基质中。在一些区域中观察到略微的白色，表明已出现一些沟槽形成。从土壤中脱附烃是重要的，因此步骤1和步骤2稀释因子对于优化土壤覆盖是至关重要的。离进口最近的土壤接收所有的流体，而在芯底部的土壤可能接收较低浓度的活性步骤1和步骤2组分。沟槽形成总是一个担忧。芯中的土壤不具有柴油气味。据信芯中的柴油由于密度而具有向上浮的倾向，但是其被微包封，因为其未在排出水中被发现。在顶部和底部切下芯用于与水样品一起制样、TCLP 和分析。注意到TPH在两个芯实施例中均介于4–5ppm之间，并且未检测到苯。水样品污染物水平为ND。这些结果描绘于图11中。
本文中的实施方式及其各种特征和有利细节参考例示于附图和详述于以下说明中的非限制性实施方式来更充分地解释。忽略众所周知的组分和方法以及制造技术的描述，以便不会不必要地模糊本文中的实施方式。本文中所使用的实施例仅意欲促进理解本文发明可实践所采取的方式，并进一步使得本领域技术人员能够实践本文中的实施方式。因此，所述实施例不应当解释为限制要求保护的发明的范围。
应理解术语“包括”、“包含”、“由……组成”及其语法变体不排除添加其一种或更多种组分、特征、步骤或整数或小组，并且该术语应解释为具体说明组分、特征、步骤或整数。
若说明书或权利要求书提到“另外的”元素，其不排除存在多于一种另外的元素。
应理解在权利要求书或说明书提到“一”("a"或"an")元素的情况下，此类提及不应解释为仅存在那一种元素。
应理解在说明书陈述“可”("may","might","can"或"could")包括组分、特征、结构或特性的情况下，不需要包括那种特定的组分、特征、结构或特性。
在适用的情况下，虽然状态图、流程图或两者可用于描述实施方式，但是本发明不限于那些图或相应的描述。例如，流程不需要移动通过每个例示盒或陈述，或采取与所例示和描述的完全相同的次序。
本发明的方法可通过进行或手动、自动或其组合完成所选步骤或任务来实施。
术语“方法”可指用于实现给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于本发明所属领域的实践者已知的，或由其从已知方式、手段、技术和程序中容易开发的那些方式、手段、技术和程序。
本文中使用在数字之后的术语“至少”来表示以那个数字起始的范围的开始(其可为具有上限或不具有上限的范围，取决于被定义的变量)。例如，“至少1”表示1或多于1。本文中使用在数字之后的术语“至多”来表示以那个数字结束的范围的终点(其可为具有1或0作为其下限的范围，或不具有下限的范围，取决于被定义的变量)。例如，“至多 4”表示4或小于4，并且“至多40％”表示40％或低于40％。近似值的术语 (例如，“约”、“基本上”、“大约”等)应当根据其用于相关领域的普通且惯常的意义进行解释，除非另外指出。相关领域中缺乏具体定义和缺乏普通且惯常用法的此类术语应当解释为基值的±10％。
在本文件中，当给出“(第一数值)至(第二数值)”或“(第一数值)-(第二数值)”形式的范围时，这表示其下限是第一数值且其上限是第二数值的范围。例如，25至100应当解释为表示其下限为25且其上限为100 的范围。另外，应当注意到在给出范围的情况下，也具体预期包括在那个范围内的每一个可能的子范围或区间，除非上下文相反指出。例如，若说明书表明25至100的范围，此类范围还意欲包括例如26-100、 27-100等，25-99、25-98等的子范围，以及在所述范围内的较低值和较高值的任何其它可能的组合，例如33-47、60-97、41-45、28-96等。注意到整数范围值已用于本段落中，仅用于例示目的，并且小数和分数(例如，46.7–91.3)也应当理解为意欲作为可能的子范围端点，除非具体排除。
应当注意在本文中参考包括两个或更多个限定步骤的方法的情况下，所述限定步骤可采取任何次序进行或同时进行(除了在上下文排除那种可能性的情况下)，并且该方法还可包括在任何限定步骤之前、在两个限定步骤之间或在所有限定步骤之后进行的一个或更多个其它步骤(除了在上下文排除那种可能性的情况下)。
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因此，本发明很好地适于实现目标和达到上文提及的目的和优点，以及其中固有的那些。尽管目前优选的实施方式已被描述用于本公开的目的，众多改变和改进将对于本领域技术人员显而易见。此类改变和改进被包含在如所附权利要求限定的本发明的精神范围内。
Claims (15)
1.一种衍生自水基溶液的两溶液制剂，其具有微包封低极性有害烃、有机化学品、石棉纤维、无机化学金属的能力，所述制剂包含：
第一发泡溶液，所述第一发泡溶液包含水和：
预定比率的水溶性碱性硅酸盐溶液，所述水溶性碱性硅酸盐溶液具有：
至少一种碱金属；
预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂；
预定比率的至少一种水溶性非离子表面活性剂；
预定比率的至少一种中等分子量聚苯乙烯三嵌段共聚物绒毛；
预定比率的至少一种低分子量液体聚丁烯增塑剂；
第二溶液，所述第二溶液包含水和：
预定比率的水溶性酸；
预定比率的 水可分散的聚合物；
预定比率的水溶性水溶助剂；
预定比率的至少一种水溶性絮凝剂。
2.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第二溶液进一步包含预定比率的至少一种水溶性季铵化表面活性剂；和预定比率的水溶性活化剂。
3.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液含有至少一种选自钠或钾的碱金属。
4.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的所述水溶性阴离子表面活性剂与所述水溶性非离子表面活性剂的摩尔比范围为50:1至10:1。
5.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的所述水溶性阴离子表面活性剂与所述水溶性非离子表面活性剂的摩尔比范围为50:1至5:1。
6.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的pH为12。
7.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的pH介于10和12之间。
8.权利要求1所述的两溶液制剂，其中配制所述第一发泡溶液以提供高粘结和粘合性质，以便能够将其自身结合在一起成为具有半固体流变性质的团块。
9.权利要求8所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的泡沫密度介于0.05 g/cc至0.4 g/cc之间。
10.权利要求9所述的两溶液制剂，其中所述第一发泡溶液的泡沫密度介于0.05 g/cc至0.15 g/cc之间。
11.权利要求1所述的两溶液制剂，其中所述第二溶液进一步包含至少一种水溶性絮凝剂，其选自水合氯化铝、氯化钙、除水合氯化铝与氯化钙之外的其它金属盐、酸、酸可水解的物质；所述至少一种水溶性絮凝剂以介于5和65重量%之间的浓度存在，基于所述第二溶液的总重量计。
12.一种使用衍生自水基溶液的两部分制剂的方法，所述两部分制剂具有微包封有害材料的能力，所述有害材料包括低极性烃、有机化学品、石棉纤维和无机化学金属，所述方法包括：
制备第一发泡溶液，所述第一发泡溶液包含水、预定比率的水溶性碱性硅酸盐溶液、预定比率的至少一种水溶性阴离子表面活性剂、预定比率的至少一种水溶性非离子表面活性剂、预定比率的至少一种中等分子量聚苯乙烯三嵌段共聚物、预定比率的至少一种低分子量液体聚丁烯增塑剂；
制备第二溶液，所述第二溶液包含水、预定比率的 水溶性酸、预定比率的 水可分散的聚合物、预定比率的 水溶性水溶助剂和预定比率的至少一种水溶性絮凝剂；
将所述第一发泡溶液施加至含有有害材料的表面，所述有害材料选自低极性烃、有机化学品、石棉纤维和无机化学金属；
允许所述第一发泡溶液接触所述有害材料充足的时间以使所述第一发泡溶液渗透所述有害材料；
施加所述第二溶液至所述表面；
允许所述第二溶液与所述第一发泡溶液和有害材料接触以形成均匀的混合物。
13.权利要求12所述的方法，其中所述均匀的混合物被除去。
14.权利要求13所述的方法，其中所述均匀的混合物使用除湿方法来除去。
15.权利要求12所述的方法，其中所述有害材料为石棉纤维，并且以0.5英寸至2英寸的厚度将所述第一发泡溶液施加至所述石棉纤维。
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