CN114309045B - 一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,包括以下步骤:S1、生物炭制备;S2、微塑料制备;S3、混合制备:S3‑1、预冷处理;S3‑2、深冷处理;S3‑3、冻干制备;S3‑4、超声粉碎;S4、配施;S5、微塑料回收。本发明的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法通过将制备的生物炭和微塑料进行复合,得到有利于施配并方便回收利用的生物炭‑微塑料冻干粉末,对土壤中的各种常见污染物均能够起到良好的吸附效果。
Description
技术领域
本发明涉及有害污染物处理技术领域,具体是涉及一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法。
背景技术
有机污染物(如多环芳烃PAHs)、阳离子污染物(如NH4 +)重金属污染物(如Cu、Zn、Hg、Pb等)是工业、农业、食品生产中的常见污染物,尤其是在工业废水和生活废水中存在着多种高浓度的常见污染物,对土壤的危害也非常大。因此,针对环境中的上述常见污染物的治理是目前社会发展所必须要考虑的问题。对于上述常见污染物的去除方法有很多,如通过离子交换法进行阳离子污染物NH4 +的治理,通过吸附法对有机污染物多环芳烃PAHs进行治理,利用微生物或化学法来降低重金属污染物在环境中的迁移能力。而近些年,越来越多的研究人员将目光聚焦到了生物质炭的研究上,生物炭的吸附能力因生物炭制备原料类型而异,但其性质决定了其可以作为一种良好的土壤水体吸附剂,效率高且成本低。
除此之外土壤和水体中还可能含有其他污染物,其中,微塑料污染的问题日益加剧。当大颗粒塑料破碎时,形成微塑料;微塑料也可直接从某些制成品中释放,微塑料具有持久性、流动性和生物毒性,是多环芳烃等有机污染物的潜在载体,聚乙烯微塑料(PE)是生活污水和工业污水中的主要成分之一,研究和了解聚乙烯的环境行为,以便更好地管理这种污染物。目前对于微塑料与生物质炭相结合对土壤和水体中污染物的去除效果影响还鲜有研究,也有研究指出塑料聚合物的可膨胀、低密度和柔性结构使此类聚合物易于与生物炭相互作用,此外,生物炭和微塑料表面上有大量的官能团,这些固有地包含在材料表面上的官能团也可用于将生物炭与微塑料结合,及其相互作用也可能影响对各种常见污染物的吸附去除效率。
专利CN111613276A公开了一种基于量子化学参数构建定量构效关系预测微塑料吸附有机物的方法,包括以下步骤:1)有机污染物的微塑料/水平衡分配系数(Kd)的获取;2)Dragon分子描述符的收集;3)量子化学参数的计算与选取;4)模型建立;5)模型验证与应用。本发明构建了新型污染物在水环境中微塑料的分配构效关系,为实际评价污染物与有机物的复合污染提供理论依据,构建的构效关系从反应机制出发,可适用的有机物范围更广,扩大了应用范围。该发明专利回归分析方法简单,模型适用范围广;有利于筛选出优先控制微塑料和有机物复合污染物;以有限的实验数据快速预测新型污染物微塑料与有机物的复合污染情况,操作简单,方法可行,节约大量人力物力成本。但是,对于微塑料与有机物的复合机理以及与生物质炭的相互作用仍有待进一步的研究。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提供了一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法。
本发明的技术方案是:
一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,包括以下步骤:
S1、生物炭制备:取小麦秸秆日晒2d,使用蒸馏水冲洗后置于烘箱中烘干,烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎,将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以20-25℃/min的升温速度加热至400℃,保温炭化1h,随后以10℃/min的升温速度加热至500℃,保温炭化2-3h,冷却至室温后取出,将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至粒径为0.15-0.45mm的小麦秸秆生物炭粉末;
S2、微塑料制备:取微塑料在粉碎机中粉碎,将粉碎后的微塑料过60-80目筛网筛分,得到微塑料粉末;
S3、混合制备:
S3-1、预冷处理:将步骤S1中制备得到的小麦秸秆生物炭粉末与步骤S2中制备得到的微塑料粉末以3.85-4.35:1的重量比混合得到混合粉末,将混合粉末置于冰水浴中预冷处理5-10min;
S3-2、深冷处理:取出混合粉末置于液氮中深冷处理1-2h,取出后将混合粉末在0℃条件下真空干燥处理,随后置于1-3℃条件下保存;
S3-3、冻干制备:将混合粉末与质量浓度为50%的H2O2、植物油、稻谷壳粉末以10:1.75-2:0.8-1.2:0.5的重量比混合搅拌5min,随后置于冷冻干燥机中冷阱,控制冷阱温度为-65~-55℃,冷阱时间为5-8h,随后降温度降至-75℃~-70℃,抽真空至真空度为1-5pa,冷冻干燥24-30h,得到生物炭-微塑料混合冻干;
S3-4、超声粉碎:将生物炭-微塑料混合冻干在超声条件下粉碎,得到生物炭-微塑料冻干粉末;
S4、配施:将步骤S3-4中得到的生物炭-微塑料冻干粉末均匀施加到污染物污染的土壤中,所施加的生物炭-微塑料冻干粉末在土壤中的质量占比为0.4-1%;
S5、微塑料回收:取生物炭-微塑料冻干粉末处理后的污染土壤样品,将污染土壤样品与处理液混合后得到混合液,使用曝气泵对混合液进行曝气处理,曝气同时进行加热,加热温度为85-90℃,曝气时间2h,随后静置1h,取上层含有微塑料的植物油悬浮液。
进一步地,所述步骤S1中蒸馏水冲洗3次,烘箱温度为75-80℃,烘干时间为6-8h。以确保小麦秸秆完全干燥不含有水分。
进一步地,所述步骤S2中微塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。均为常见的微塑料原材料。
进一步地,所述步骤S3-1冰水浴为温度为0-2℃的去离子水,去离子水与混合粉末的重量比为5:1。通过冷水浴进行预冷处理有利于促进微塑料与生物炭的混合。
进一步地,所述步骤S3-2中液氮与混合粉末的重量比为3-5:1,并且使液氮完全淹没混合粉末,同时对液氮和混合粉末进行超声搅拌处理,超声波功率为100-120W,搅拌速度为500-600r/min。通过深冷处理同时辅以超声搅拌处理进一步促进微塑料与生物炭的混合。
进一步地,所述步骤S3-3中植物油为花生油或菜籽油,稻谷壳粉末的粒径为0.25-0.5mm。通过添加植物油能够辅助促进微塑料与生物炭的混合,同时在微塑料回收时也能够使植物油袖带残留的微塑料浮于油水分层的上层,方便微塑料的回收。
进一步地,所述步骤S3-4中超声波功率为50-70W,超声波粉碎时间为30min。将生物炭-微塑料混合冻干粉碎成均匀的颗粒,方便配施。
进一步地,其特征在于,所述步骤S5中污染土壤样品与处理液的重量比为1:0.9-1.1。通过处理液对土壤进行分散处理,能够破坏土壤的团聚结构,从而提高后期浮选分离效果。
进一步地,所述处理液的组成成分及重量份为:草酸钠3-6份,氯化钠1-2份,氯化钙0.5-1份,六偏磷酸钠2-4份,氯化锌0.4-0.7份,水22-27份。该处理液能够有效分离土壤中的残留微塑料,并具有一定的消解或去除效果,可促进微塑料表面发生降解。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法通过将制备的生物炭和微塑料进行复合,得到有利于施配并方便回收利用的生物炭-微塑料冻干粉末,对土壤中的有机污染物、阳离子污染物及重金属污染物均能够起到良好的吸附效果,生物炭的加入使土壤pH值升高,降低了土壤中可溶性有机碳含量,进而使微塑料表面脱质子化,加强对重金属的吸附,方法工艺流程合理,操作方便,绿色无污染,对于一些常见污染物的治理有指导意义。
(2)本发明的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法通过混合制备的步骤将小麦秸秆粉生物炭末与微塑料粉末进行混合并通过预冷、深冷等步骤制备得到生物炭-微塑料冻干粉末,使生物炭与微塑料的复合性更好,通过添加植物油能够辅助促进微塑料与生物炭的混合,同时在微塑料回收时也能够使植物油携带残留的微塑料浮于油水分层的上层,方便微塑料的回收。
(3)本发明的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法通过将治理后的土壤中的部分微塑料进行回收既可以重复利用又可以避免土壤中产生二次微塑料污染,杜绝了安全污染隐患,同时所添加的处理液对土壤进行分散处理,能够破坏土壤的团聚结构,从而提高后期浮选分离效果,该处理液能够有效分离土壤中的残留微塑料,并具有一定的消解或去除效果,可促进微塑料表面发生降解。
附图说明
图1是本发明的方法工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,包括以下步骤:
S1、生物炭制备:取小麦秸秆日晒2d,使用蒸馏水冲洗3次后置于烘箱中78℃烘干,烘干时间为7h,烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎,将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以22℃/min的升温速度加热至400℃,保温炭化1h,随后以10℃/min的升温速度加热至500℃,保温炭化2.5h,冷却至室温后取出,将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至平均粒径为0.3mm的小麦秸秆生物炭粉末;
S2、微塑料制备:取聚乙烯微塑料在粉碎机中粉碎,将粉碎后的微塑料过70目筛网筛分,得到微塑料粉末;
S3、混合制备:
S3-1、预冷处理:将步骤S1中制备得到的小麦秸秆生物炭粉末与步骤S2中制备得到的微塑料粉末以4:1的重量比混合得到混合粉末,将混合粉末置于冰水浴中预冷处理8min,冰水浴为温度为1℃的去离子水,去离子水与混合粉末的重量比为5:1;
S3-2、深冷处理:取出混合粉末置于液氮中深冷处理1-2h,液氮与混合粉末的重量比为4:1,并且使液氮完全淹没混合粉末,所述预冷冻处理的同时对液氮和混合粉末进行超声搅拌处理,超声波功率为110W,搅拌速度为550r/min,取出后将混合粉末在0℃条件下真空干燥处理,随后置于2℃条件下保存;
S3-3、冻干制备:将混合粉末与质量浓度为50%的H2O2、植物油、稻谷壳粉末以10:1.8:1:0.5的重量比混合搅拌5min,随后置于冷冻干燥机中冷阱,控制冷阱温度为-60℃,冷阱时间为6h,随后降温度降至-72℃,抽真空至真空度为2pa,冷冻干燥27h,得到生物炭-微塑料混合冻干,植物油为花生油或菜籽油,稻谷壳粉末的平均粒径为0.4mm;
S3-4、超声粉碎:将生物炭-微塑料混合冻干在超声条件下粉碎,得到生物炭-微塑料冻干粉末,超声波功率为60W,超声波粉碎时间为30min;
S4、配施:将步骤S3-4中得到的生物炭-微塑料冻干粉末均匀施加到污染物污染的土壤中,所施加的生物炭-微塑料冻干粉末在土壤中的质量占比为0.7%;
S5、微塑料回收:取生物炭-微塑料冻干粉末处理后的污染土壤样品,将污染土壤样品与处理液混合后得到混合液,污染土壤样品与处理液的重量比为1:1,处理液的组成成分及重量份为:草酸钠4份,氯化钠1.5份,氯化钙0.6份,六偏磷酸钠3份,氯化锌0.5份,水25份,使用曝气泵对混合液进行曝气处理,曝气同时进行加热,加热温度为87℃,曝气时间2h,随后静置1h,取上层含有微塑料的植物油悬浮液。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S1中生物炭的制备工艺参数不同。
S1、生物炭制备:取小麦秸秆日晒2d,使用蒸馏水冲洗3次后置于烘箱中75℃烘干,烘干时间为6h,烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎,将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以20℃/min的升温速度加热至400℃,保温炭化1h,随后以10℃/min的升温速度加热至500℃,保温炭化2h,冷却至室温后取出,将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至平均粒径为0.15mm的小麦秸秆生物炭粉末。
实施例3
本实施例与实施例不同之处在于:步骤S1中生物炭的制备工艺参数不同。
S1、生物炭制备:取小麦秸秆日晒2d,使用蒸馏水冲洗3次后置于烘箱中80℃烘干,烘干时间为8h,烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎,将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以25℃/min的升温速度加热至400℃,保温炭化1h,随后以10℃/min的升温速度加热至500℃,保温炭化3h,冷却至室温后取出,将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至平均粒径为0.45mm的小麦秸秆生物炭粉末。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S2中微塑料的制备工艺参数不同。
S2、微塑料制备:取聚丙烯微塑料在粉碎机中粉碎,将粉碎后的微塑料过60目筛网筛分,得到微塑料粉末。
实施例5
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S2中微塑料的制备工艺参数不同。
S2、微塑料制备:取聚氯乙烯微塑料在粉碎机中粉碎,将粉碎后的微塑料过80目筛网筛分,得到微塑料粉末。
实施例6
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3中混合制备的工艺参数不同。
S3-1、预冷处理:将步骤S1中制备得到的小麦秸秆生物炭粉末与步骤S2中制备得到的微塑料粉末以3.85:1的重量比混合得到混合粉末,将混合粉末置于冰水浴中预冷处理5min,冰水浴为温度为0℃的去离子水,去离子水与混合粉末的重量比为5:1;
S3-2、深冷处理:取出混合粉末置于液氮中深冷处理1h,液氮与混合粉末的重量比为3:1,并且使液氮完全淹没混合粉末,所述预冷冻处理的同时对液氮和混合粉末进行超声搅拌处理,超声波功率为100W,搅拌速度为500r/min,取出后将混合粉末在0℃条件下真空干燥处理,随后置于1℃条件下保存;
S3-3、冻干制备:将混合粉末与质量浓度为50%的H2O2、植物油、稻谷壳粉末以10:1.75:0.8:0.5的重量比混合搅拌5min,随后置于冷冻干燥机中冷阱,控制冷阱温度为-65℃,冷阱时间为5h,随后降温度降至-75℃,抽真空至真空度为1pa,冷冻干燥24h,得到生物炭-微塑料混合冻干,植物油为花生油或菜籽油,稻谷壳粉末的粒径为0.25mm;
S3-4、超声粉碎:将生物炭-微塑料混合冻干在超声条件下粉碎,得到生物炭-微塑料冻干粉末,超声波功率为50W,超声波粉碎时间为30min。
实施例7
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3中混合制备的工艺参数不同。
S3-1、预冷处理:将步骤S1中制备得到的小麦秸秆生物炭粉末与步骤S2中制备得到的微塑料粉末以4.35:1的重量比混合得到混合粉末,将混合粉末置于冰水浴中预冷处理10min,冰水浴为温度为2℃的去离子水,去离子水与混合粉末的重量比为5:1;
S3-2、深冷处理:取出混合粉末置于液氮中深冷处理2h,液氮与混合粉末的重量比为5:1,并且使液氮完全淹没混合粉末,所述预冷冻处理的同时对液氮和混合粉末进行超声搅拌处理,超声波功率为120W,搅拌速度为600r/min,取出后将混合粉末在0℃条件下真空干燥处理,随后置于3℃条件下保存;
S3-3、冻干制备:将混合粉末与质量浓度为50%的H2O2、植物油、稻谷壳粉末以10:2:1.2:0.5的重量比混合搅拌5min,随后置于冷冻干燥机中冷阱,控制冷阱温度为-55℃,冷阱时间为8h,随后降温度降至-70℃,抽真空至真空度为5pa,冷冻干燥30h,得到生物炭-微塑料混合冻干,植物油为花生油或菜籽油,稻谷壳粉末的粒径为0.5mm;
S3-4、超声粉碎:将生物炭-微塑料混合冻干在超声条件下粉碎,得到生物炭-微塑料冻干粉末,超声波功率为70W,超声波粉碎时间为30min。
实施例8
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S4中配施的工艺参数不同。
S4、配施:将步骤S3-4中得到的生物炭-微塑料冻干粉末均匀施加到污染物污染的土壤中,所施加的生物炭-微塑料冻干粉末在土壤中的质量占比为0.4%。
实施例9
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S4中配施的工艺参数不同。
S4、配施:将步骤S3-4中得到的生物炭-微塑料冻干粉末均匀施加到污染物污染的土壤中,所施加的生物炭-微塑料冻干粉末在土壤中的质量占比为1%。
实施例10
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S5中微塑料回收的工艺参数不同。
S5、微塑料回收:取生物炭-微塑料冻干粉末处理后的污染土壤样品,将污染土壤样品与处理液混合后得到混合液,污染土壤样品与处理液的重量比为1:0.9,处理液的组成成分及重量份为:草酸钠3份,氯化钠1份,氯化钙0.5份,六偏磷酸钠2份,氯化锌0.4份,水22份,使用曝气泵对混合液进行曝气处理,曝气同时进行加热,加热温度为85℃,曝气时间2h,随后静置1h,取上层含有微塑料的植物油悬浮液。
实施例11
本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S5中微塑料回收的工艺参数不同。
S5、微塑料回收:取生物炭-微塑料冻干粉末处理后的污染土壤样品,将污染土壤样品与处理液混合后得到混合液,污染土壤样品与处理液的重量比为1:1.1,处理液的组成成分及重量份为:草酸钠6份,氯化钠2份,氯化钙1份,六偏磷酸钠4份,氯化锌0.7份,水27份,使用曝气泵对混合液进行曝气处理,曝气同时进行加热,加热温度为90℃,曝气时间2h,随后静置1h,取上层含有微塑料的植物油悬浮液。
实验例1
按照实施例1、4-7中生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法进行模拟实验,实验对象为受到多种常见污染物污染的土壤,待测土壤中的主要污染物为多环芳烃(PAHs)、阳离子污染物铵、重金属污染物Cu,同时设置了2组对比例,其中,对比例1为使用单一的生物炭进行污染物去除,对比例2为使用单一的微塑料进行污染物去除,实验前每组待测土壤中的污染物浓度均相近,其中PAHs总量为2680-2700μg/kg,铵总量为70-75mg/g,Cu总量为28-30mg/Kg,进行本发明的方法处理后各个污染物的浓度检测结果如表1所示。
表1实施例1、4-7的待测土壤中污染物去除效果
实施例 | PAHs总量μg/kg | 铵总量mg/g | Cu总量mg/Kg |
实施例1 | 1256 | 25.4 | 14.5 |
实施例4 | 1289 | 26.7 | 15.2 |
实施例5 | 1304 | 25.8 | 14.7 |
实施例6 | 1294 | 27.3 | 16.1 |
实施例7 | 1248 | 25.5 | 14.8 |
对比例1 | 1193 | 25.3 | 21.4 |
对比例2 | 2695 | 74.5 | 18.2 |
由表1数据可以看出,使用本发明实施例1、4-7的生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法进行污染土壤处理后,3种主要污染物在土壤中的含量均有所下降,说明了本发明的生物炭-微塑料冻干粉末对于土壤中污染物的吸附去除作用效果较为明显。其中,实施例1中的工艺参数所取得的生物炭-微塑料冻干粉末效果最优,实施例4-7选用本发明给定的工艺参数范围中的数值也能够取得较好的效果,且3种不同的微塑料均能够取得较好的吸附效果,优选实施例1中的聚乙烯微塑料,因为聚乙烯微塑料为可降解微塑料,其与生物炭做复合材料的优点:一方面在可降解微塑料表面也有官能团;另一方面,即便有部分微塑料无法回收,在土壤中也可以慢慢降解,防止二次污染。
与对比例1和2相比可以看出,对比例1中使用单一的生物炭对土壤进行处理后PAHs总量较本发明实施例有所下降,铵总量变化不大,而Cu总量则相较处理前几乎没有改变,这说明使用单一的生物炭对土壤进行处理能够对土壤中的重金属污染物起到一定的去除以及吸附效果,而对PAHs的吸附效果较好;而对比例2中使用单一的微塑料对土壤进行处理后PAHs总量和铵总量相较处理前几乎没有改变,而Cu总量相较处理前有所下降但较本发明实施例仍有所上升,这说明使用单一的微塑料对土壤进行处理对于土壤中的PAHs总量和铵总量去除以及吸附效果不好,而对重金属Cu有一定的吸附效果,金属离子是通过静电作用或者络合作用吸附到微塑料上的。这也说明了本发明的生物炭-微塑料冻干粉末对于土壤中污染物的吸附去除作用效果较为明显,这是因为生物炭的加入使土壤pH值升高,降低了土壤中可溶性有机碳含量,进而使微塑料表面脱质子化,加强对重金属的吸附,且微塑料的加入也在一定程度上对生物炭的吸附性能造成了影响,但总体吸附效果变好。
实验例2
对实施例1、8-11中的微塑料回收效率进行检测,检测步骤S5中上层含有微塑料的植物油悬浮液中的微塑料含量,并与初始微塑料添加量进行对比,结果如表2所示。
表2实施例1、8-11的微塑料回收效率
实施例 | 微塑料回收效率% |
实施例1 | 18.7 |
实施例8 | 17.5 |
实施例9 | 19.9 |
实施例10 | 18.1 |
实施例11 | 18.2 |
由表2数据可以看出,通过使用了本发明的微塑料回收方法能够对污染治理后的土壤中残留的微塑料进行很好的收集。其中实施例9中的回收率最高,这可能是因为实施例9中的施加量较高,从而导致微塑料残留量较高,因此,需要合理控制生物炭-微塑料冻干粉末在治理污染土壤中的质量占比。对比实施例1、10、11可以看出改变处理液的组分配比对微塑料的回收率影响较小。
Claims (9)
1.一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、生物炭制备:取小麦秸秆日晒2d,使用蒸馏水冲洗后置于烘箱中烘干,烘干后将小麦秸秆在粉碎机中粉碎,将粉碎后将小麦秸秆置于管式炉内以20-25℃/min的升温速度加热至400℃,保温炭化1h,随后以10℃/min的升温速度加热至500℃,保温炭化2-3h,冷却至室温后取出,将炭化后的小麦秸秆在研磨机中研磨至粒径为0.15-0.45mm的小麦秸秆生物炭粉末;
S2、微塑料制备:取微塑料在粉碎机中粉碎,将粉碎后的微塑料过60-80目筛网筛分,得到微塑料粉末;
S3、混合制备:
S3-1、预冷处理:将步骤S1中制备得到的小麦秸秆生物炭粉末与步骤S2中制备得到的微塑料粉末以3.85-4.35:1的重量比混合得到混合粉末,将混合粉末置于冰水浴中预冷处理5-10min;
S3-2、深冷处理:取出混合粉末置于液氮中深冷处理1-2h,取出后将混合粉末在0℃条件下真空干燥处理,随后置于1-3℃条件下保存;
S3-3、冻干制备:将混合粉末与质量浓度为50%的H2O2、植物油、稻谷壳粉末以10:1.75-2:0.8-1.2:0.5的重量比混合搅拌5min,随后置于冷冻干燥机中冷阱,控制冷阱温度为-65~-55℃,冷阱时间为5-8h,随后降温度降至-75℃~-70℃,抽真空至真空度为1-5pa,冷冻干燥24-30h,得到生物炭-微塑料混合冻干;
S3-4、超声粉碎:将生物炭-微塑料混合冻干在超声条件下粉碎,得到生物炭-微塑料冻干粉末;
S4、配施:将步骤S3-4中得到的生物炭-微塑料冻干粉末均匀施加到污染物污染的土壤中,所施加的生物炭-微塑料冻干粉末在土壤中的质量占比为0.4-1%;
S5、微塑料回收:取生物炭-微塑料冻干粉末处理后的污染土壤样品,将污染土壤样品与处理液混合后得到混合液,使用曝气泵对混合液进行曝气处理,曝气同时进行加热,加热温度为85-90℃,曝气时间2h,随后静置1h,取上层含有微塑料的植物油悬浮液。
2.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S1中蒸馏水冲洗3次,烘箱温度为75-80℃,烘干时间为6-8h。
3.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S2中微塑料为聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S3-1冰水浴为温度为0-2℃的去离子水,去离子水与混合粉末的重量比为5:1。
5.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S3-2中液氮与混合粉末的重量比为3-5:1,并且使液氮完全淹没混合粉末,同时对液氮和混合粉末进行超声搅拌处理,超声波功率为100-120W,搅拌速度为500-600r/min。
6.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S3-3中植物油为花生油或菜籽油,稻谷壳粉末的粒径为0.25-0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S3-4中超声波功率为50-70W,超声波粉碎时间为30min。
8.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述步骤S5中污染土壤样品与处理液的重量比为1:0.9-1.1。
9.根据权利要求1所述的一种生物炭联合微塑料治理环境中常见污染物的方法,其特征在于,所述处理液的组成成分及重量份为:草酸钠3-6份,氯化钠1-2份,氯化钙0.5-1份,六偏磷酸钠2-4份,氯化锌0.4-0.7份,水22-27份。
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