CN1200073C - 扬尘覆盖剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种扬尘覆盖剂及其制备方法，属于抑尘材料领域。本发明的覆盖剂包括水、秸秆、淀粉、石灰粉及添加剂，比例为100∶2～10∶0.5～8∶0.1～0.6∶0.1～0.6(重量比)。本发明的制备方法包括以下步骤，其中所述的原料份数以重量计：将2～10份秸秆加入到100份的水中，并开始搅拌，温度上升到30～50℃后，在不断搅拌的条件下，加入0.5～8份的淀粉，温度上升到60～100℃后，加入0.1～0.6份石灰粉和0.1～0.6份添加剂后搅拌20～40分钟，自然冷却后得到无污染，抑尘效果好，且成本低的扬尘覆盖剂。由于大量使用秸秆，可进一步减少焚烧秸秆危害大气环境的行为，同时可改善土壤质量，增加土壤中腐殖质含量；其PH值在8～9之间，表干时间为3～4小时，在实际中易于操作和管理。
Description
技术领域
一种扬尘覆盖剂及其制备方法属于抑尘材料领域。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，环境保护和资源的有效利用已成为世界各国共同关注的焦点问题。由于粉尘飞扬所造成的环境污染和传统防尘技术带来的资源浪费，以及由此引起的二次污染问题也越来越受到社会各界人士的广泛关注。我国处于经济高速发展时期，建设项目多，各种市政建筑工程现场，物料堆场，拆迁场地及其它裸土地面等开放性扬尘场地引起的粉尘污染极大的危害了人们的正常生活和身体健康，破坏了生态环境。有资料显示，粉尘污染目前已成为我国城市面临的普遍问题。它使得城市的大气环境质量进一步恶化。
抑制扬尘的措施有采用密布网、编织布覆盖的方法，覆盖法抑尘虽然简单有效，但成本较高，而且覆盖物废弃后又造成了新的环境污染。还可采用压实或硬化处理以及播种绿化的方法，但压实、硬化或绿化抑尘不适用于临时性施工场地。另外还有洒水、喷洒抑尘类制剂的方法，相比较而言，采用洒水或喷洒抑尘类试剂的方法对施工现场等变动性比较大的扬尘场地而言，不失为一种有效、灵活方便的防尘措施。洒水防尘是一种传统的防尘方法。由于此法简单方便，故至今许多国家还在沿用。但洒水抑尘一方面由于水分蒸发太快，有效抑尘时间短，很容易因洒水不及时而达不到抑尘的效果；另一方面，当洒水不及时或洒水量不当的情况下，抑尘场地处于干湿交接状况，细微粉尘会增多，多数情况下，细微粉尘会增加60％，因此抑尘条件将更恶化；更重要的是，喷洒时的用水量大，这对我国这样一个水资源紧缺的国家来说是严重的资源浪费。抑尘类试剂主要是一类化学试剂。化学抑尘剂分为润湿剂类、吸湿性盐类、粘尘剂类、高分子吸水保水性材料类、复合型抑尘剂类、绿色环保类等多种类别其主要成分及性能特点如表1所示。
发明内容
本发明提供的扬尘覆盖剂为无毒无害物质，无污染，同时可进一步减少焚烧秸杆这一危害大气环境的行为，成本低；可改善土壤质量，增加土壤中腐殖质，如果在制成的料浆中再加入少量草籽，经过发芽、生长后能更好的起到固土防风的作用；具有较好的黏附性；同时有良好阻止粉尘散逸到大气中的性能，包括粒径较小的颗粒物。能经受较恶劣的气候条件；用量较小；对土壤、植物没有影响；而且可以进行修复，并能着色出各种颜色，以美化环境。
本发明提供的扬尘覆盖剂，其中按重量计，包括比例为100∶2～10∶0.5～8∶0.1～0.6∶0.1～0.6的水、秸秆、淀粉、石灰粉及添加剂。所述的添加剂可以为钠、钾、磷类无机化合物。
本发明提供的上述的扬尘覆盖剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤，其中所述的原料份数以重量计：
(1)、将2～10份秸秆加入到100份的水中，形成含秸秆的溶液；
(2)、待上述含秸秆的溶液温度上升到30～50摄氏度之后，加入0.5～8份的淀粉，形成含秸秆和淀粉的溶液；
(3)、待上述含秸秆和淀粉的溶液温度上升到60～100摄氏度后，加入0.1～0.6份石灰粉和0.1～0.6份添加剂，形成最终溶液；
(4)、将上述的最终溶液搅拌20～60分钟后，自然冷却后得到最终产品。
上述方法是在不断搅拌的条件下进行的；其中所述的秸秆是干燥并切割成长度为1～3mm长的秸秆。
最终产品经测定，其PH值在8～9之间，略显碱性，对土壤和周围环境基本无害。经过在光滑表面上的实验结果，其表干时间为3～4小时，因此在实际中更易于操作和管理。
在研制覆盖剂的实验中，进行了7种类型的实验来说明本发明技术效果。
1)黏附性实验
将制成的覆盖剂涂在清洁的玻璃上，以观察该覆盖剂在光滑的表面上的黏附程度。实验结果见附图1。实验结果表明，在光滑清洁的玻璃表面，覆盖剂黏附效果明显，经过50天的观察，仍旧有较好的附着能力。因此该覆盖剂有良好的黏附性能。
2)室外覆盖剂的实际性能的实验
实验选择了三种不同的土壤类型，第一种是普通的土丘，实验时间从2001年12月20日至2002年2月20日；第二种是较细的土壤，时间为2002年1月7日至2月27日；第三种是细沙，时间为2002年1月7日至2月27日；实验结果见附图2、3和4，其中图2为在土丘上进行的实验，图3为在细土上进行的实验，图4为在细沙上进行的实验。实验均是在室外进行，实验经历了40天以上，并经历了2001年12月至2002年2月以来的所有天气，包括大风(5-6级)、小雪、小雨等较恶劣的天气状况。从这三种不同的土壤的实验结果可看出，无论土质如何，该覆盖剂均有良好的覆盖效果，能有效地抵抗大风的作用，喷洒的覆盖剂并没有因恶劣气候条件而受到损害。
3)覆盖剂用量实验
为了使覆盖剂能较好的使用和推广，降低成本是非常重要的因素。实验中对单位面积的覆盖剂所能消耗进行了估测，同时对覆盖剂的厚度时进行了的实验。从对实验结果看出，喷洒的厚度对覆盖的效果是有影响的。不是喷洒的厚度越厚，效果就越好。当厚度较厚时，覆盖层将会导致龟裂，造成被覆盖层的裸露，从而使覆盖效果变差，并且使覆盖剂用量增加。当覆盖剂喷洒较薄时，覆盖剂分布容易均匀，干燥后不易发生开裂，实际为0.5-1.5kg/m2。
4)使用覆盖剂的种植实验
为了使该覆盖剂扩大使用范围，对用该覆盖剂进行了种植实验。实验结果见附图5，图中为经过30天后在喷洒覆盖剂的土壤表面生长出小草的图片。实验结果表明使用该覆盖剂对土壤没有破坏作用，而且对植物生长也没有任何影响。
5)修复性实验
估计到在实际使用过程中，由于覆盖的基质较软，容易遭受破坏，根据该覆盖剂的特性，进行了修复性实验，实验中采用喷水雾的方法来对被破坏的地方进行修复，实验结果见附图6。从结果来看，该覆盖剂是能用该法进行修复的，并且效果良好。
6)对小粒径粉尘覆盖实验
大气中颗粒物60％是来自地面扬尘，而对人体和环境有害的是微小的粒子。对微小粒子能否有效的覆盖是减少危害的关键，因此实验中选取了中位径为3.76微米，真密度为2.74的碳黑粉尘作为覆盖对象。实验采取了两种形式，一种是观察实际现象，另一种是在室内进行模拟风吹实验，在下风向进行采样，与参照样进行比较，模拟吹风速度为12米/秒，采样仪为KB-120E型大气采样仪，采样流量为100L/m3，采样时间为20min。从实验观察可以看出，对细小颗粒物的覆盖效果良好，覆盖剂表面上未发现有碳黑出现。下风向采样的结果与参照采样的结果相差0.1毫克，说明没有被覆盖的碳黑颗粒物吹出。两项实验均说明该覆盖剂对粒径较小的颗粒物覆盖效果良好。结果见附图7，图7为实际中覆盖剂对小粒径粉尘的覆盖结果。
7)覆盖着色实验
本覆盖剂颜色为黄色，经过一段时间使用后逐渐变成土色。为了美化环境，实验中采用了食品着色剂-果绿为颜色添加剂，用量在国家食品卫生标准以内。
从以上7项实验的结果分析，该覆盖剂具有较好的黏附性；同时有良好阻止粉尘散逸到大气中的性能，包括粒径较小的颗粒物。能经受较恶劣的气候条件；用量较小；对土壤、植物没有影响；而且可以进行修复，并能着色出各种颜色，以美化环境。
北京市饮料及食品添加剂质量监督检测站于2002年5月13日对该产品进行了检验，该产品氟化物、砷、汞、镉等四项符合标准要求，该产品为无毒无害物质。
经北京市西城区房地局福绥境房管所和西城区二龙路街道办事处城管科实际使用，该产品喷洒在地面上的覆盖剂呈薄膜状，黏结在松软地面上；在无车辆、人踩的情况下，可维持40-50天；不怕雨水，2002年4月初下了一场雨，雨后观察，覆盖剂与地面的黏结强度及其颜色与初始状态没有大的改变；不怕风，2002年3、4月间出现几次大风天气，风后观察现场的覆盖剂与其初始状态没有变化；价格便利，扬尘覆盖剂每平方米只需0.8元；通过试用，一致认为此覆盖剂对临拆工地的覆盖可起到较好的覆盖效果，而且不用专人管理。
北京市西城区环境保护局监测站于2002年3月8日对现场使用了该产品的北京市西城区环境保护局南面拆迁工地进行了现场监测，监测结果为3.89mg/Nm3。
附图说明
图1为黏附性实验结果；
图2为覆盖剂实际性能实验中在土丘上进行的实验；
图3为覆盖剂实际性能实验中在细土上进行的实验；
图4为覆盖剂实际性能实验中在细沙上进行的实验；
图5为使用覆盖剂种植实验结果；
图6为修复性实验结果；
图7为实际中覆盖剂对小粒径粉尘的覆盖结果。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明，具体实验方案见表2。
1、将2克干燥后切碎到1mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到40℃后，加入1克淀粉，待温度上升到80℃后，加入0.4克石灰和0.1克NaCl，搅拌20分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.5。
2、将2克干燥后切碎到1mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到30℃后，加入1克淀粉，待温度上升到70℃后，加入0.1克石灰和0.3克NaCl，搅拌40分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.3。
3、将5克干燥后切碎到2mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到30℃后，加入0.5克淀粉，待温度上升到60℃后，加入0.4克石灰和0.3克KCl，搅拌20分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.6。
4、将5克干燥后切碎到1mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到50℃后，加入1克淀粉，待温度上升到80℃后，加入0.4克石灰和0.1克NaOH，搅拌40分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.6。
5、将10克干燥后切碎到3mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到30℃后，加入0.5克淀粉，待温度上升到60℃后，加入0.1克石灰和0.3克NaCl，搅拌40分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.2。
6、将10克干燥后切碎到1mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到50℃后，加入8克淀粉，待温度上升到90℃后，加入0.6克石灰和0.6克NaCl，搅拌20分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.8。
7、将5克干燥后切碎到2mm长的秸秆加入到100克水中，开始搅拌，温度上升到50℃后，加入8克淀粉，待温度上升到100℃后，加入0.6克石灰和0.1克(NH4)3PO4，搅拌60分钟后，自然冷却，即得所需产物，测得其PH值为8.7。
表1
| 抑尘材料类别 | 主要抑尘机理 | 抑尘效果 | 毒副作用 | 材料成本 |
| 润湿剂类 | 润湿 | 较差 | 一般无二次污染 | 较低 |
| 吸湿性盐类 | 吸湿、润湿 | 一般 | 对轮胎和金属部件都有强烈的腐蚀作用 | 较低 |
| 粘尘剂类 | 覆盖、粘结 | 较好 | 清理困难，存在二次污染 | 较低 |
| 高分子吸水保水性材料类 | 覆盖、固结吸湿、保湿 | 较好 | 不存在二次污染 | 较高 |
| 复合型抑尘剂材料类 | 润湿、固结、凝并、吸湿、保湿 | 较好 | 不存在二次污染 | 较高 |
| 绿色生态环保类 | 覆盖、粘结 | 好 | 无污染 | 低 |
表2
| 序号 | 成分及比例(重量比) | PH | 最终溶液搅拌时间(分) | 温度(℃) | 黏附性 | 修复性 |
| 水∶料∶石灰粉∶淀粉∶添加剂 | ||||||
| 1 | 100∶2∶0.4∶1∶0.1 | 8.5 | 20 | 80 | 好 | 好 |
| 2 | 100∶2∶0.1∶1∶0.3 | 8.3 | 40 | 70 | 好 | 好 |
| 3 | 100∶5∶0.4∶0.5∶0.3 | 8.6 | 20 | 60 | 较好 | 较好 |
| 4 | 100∶5∶0.4∶1∶0.1 | 8.6 | 40 | 80 | 好 | 好 |
| 5 | 100∶10∶0.1∶0.5∶0.3 | 8.2 | 40 | 60 | 较好 | 较好 |
| 6 | 100∶10∶0.6∶8∶0.6 | 8.8 | 20 | 90 | 较好 | 较好 |
| 7 | 100∶5∶0.6∶8∶0.1 | 8.7 | 60 | 100 | 较好 | 较好 |
Claims (5)
1、一种扬尘覆盖剂，其中按重量计，包括比例为100∶2～10∶0.5～8∶0.1～0.6∶0.1～0.6的水、秸秆、淀粉、石灰粉及添加剂。
2、根据权利要求1所述的扬尘覆盖剂，其中添加剂为钠、钾、磷类无机化合物。
3、一种权利要求1所述的扬尘覆盖剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤，其中所述的原料份数以重量计：
(1)、将2～10份秸秆加入到100份的水中，形成含秸秆的溶液；
(2)、待上述含秸秆的溶液温度上升到30～50摄氏度之后，加入0.5～8份的淀粉，形成含秸秆和淀粉的溶液；
(3)、待上述含秸秆和淀粉的溶液温度上升到60～100摄氏度后，加入0.1～0.6份石灰粉和0.1～0.6份添加剂，形成最终溶液；
(4)、将上述的最终溶液搅拌20～60分钟后，自然冷却后得到最终产品。
4、根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，上述方法是在不断搅拌的条件下进行的。
5、根据权利要求3所述的制备方法，其中所述的秸秆是干燥并切割成长度为1～3mm长的秸秆。
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