TWI700355B - 用於土壤整治的膠體組成物 - Google Patents
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Abstract
一種膠體組成物,包含聚胺基酸水溶液、第一乳化油滴,以及釋氮型高分子膠體微粒。所述聚胺基酸水溶液包含第一聚胺基酸。所述釋氮型高分子膠體微粒包含第二乳化油滴、第二聚胺基酸、親水性界面活性劑和親油性界面活性劑。所述第二聚胺基酸、親水性界面活性劑和親油性界面活性劑分佈於第二乳化油滴的表面。
Description
本發明是有關於一種用於土壤整治的膠體組成物,且特別是有關於一種包括釋氮型高分子膠體微粒的膠體組成物,此釋氮型高分子膠體微粒包括聚胺基酸,以抑制土壤於整治過程中酸化。
常見的含氯脂肪族碳氫化合物(chlorinated aliphatic hydrocarbons;CAHs)汙染物包括四氯乙烯(tetrachloroethylene;PCE)、三氯乙烯(trichloroethylene;TCE)、氯乙烯(vinyl chloride)、二氯甲烷(methylene chloride)及氯仿(chloroform)等。此些汙染物與水不互溶、比重比水大、以液態型式存在而可統稱為重質非水相液體(dense non-aqueous phase liquid,DNAPL)。DNAPL密度大於水、黏滯性低、移動性高,故當DNAPL進入地下水環境後將往地下深處移動,在向下移動過程中,於土壤孔隙形成蒸氣相(vapor phase);向下移動的自由相(mobile phase);部分存在於不透水層的殘留相(residues phase),以及少量溶解於水中之溶解相
(dissolved phase)等不連續的分佈層。
整治DNAPL的技術可依離地(ex situ)處理或現地(in situ)處理分為兩大類。離地整治技術是將汙染物或受汙染的土壤、地下水挖出或取出,移至他處或移到地面上進行處理的方法,例如:土壤清洗法(soil washing)、焚化技術(incineration)、離地生物整治(ex-situ soil bioremediation)等,此些方法可能會造成汙染物的移動、環境改變、廢棄物、廢水排放等問題。現地整治技術是在汙染場址現場直接處理汙染物,或固定汙染物,避免汙染物擴散,例如:土壤氣體抽取法(soil vapor extraction,SVE)、現地化學氧化法(in-situ chemical oxidation,ISCO)、透水性反應牆法(permeable reactive barrier,PRB)和現地生物整治法(in situ bioremediation)。
其中,現場生物整治法屬於綠色整治技術,其緩慢釋放有機物質做為厭氧微生物的營養份,以促進厭氧生物降解含氯汙染物的反應。一般常見的方式可將乳化油(或稱微型乳化液)注入受汙染的地下水層或土壤層中。乳化油經發酵和水解等反應後,會產生氫氣、甘油和低分子量脂肪酸(例如醋酸鹽、乳酸鹽、丙酸、丁酸等),可提供厭氧微生物降解含氯汙染物的碳源和能量。乳化油的液滴細小均勻、易於擴散至土壤的孔隙間,且具有生物可降解性,故適合做為現地生物整治法的試劑使用。
然而,乳化油的降解所產生的有機酸造成土壤的酸化,而用於降解含氯汙染物的厭氧微生物,在酸性環境
中的生長情況和降解含氯汙染物的效率都不佳,造成土壤整治效果不彰。為解決酸化的問題,目前已知可於土壤或地下水中直接添加鹼性溶液,以緩衝土壤或地下水的酸化,但卻使土壤整治的作業複雜化。
其次,雖然乳化油可富集含氯汙染物,並將此汙染物包覆於油滴中,但若未及時使此含氯汙染物脫氮,則此汙染物有再釋出的風險。此外,乳化油滴的粒徑過細,對於孔隙較大的岩縫或土壤等地形的吸附率差,容易從土壤中流失,造成短時間內需多次灌注的缺點和試劑的浪費。
針對單獨使用乳化油進行土壤整治的種種問題,目前已知有一方法是以乳化油滴和界面活性劑形成聚合膠體,並將此聚合膠體分散於微生物營養液中。此方法可增加提供給微生物的營養源,並藉由界面活性劑的親油親水性,確保聚合膠體可均勻分佈於土壤孔隙中。然而,上述方法仍無法改善土壤酸化的問題。
因此,目前亟需提出一種用於土壤整治的膠體組成物,以改善微生物還原脫氯過程中所致的土壤酸化問題。
因此,本發明的一個態樣提供一種用於土壤整治的膠體組成物。在一些實施例中,此膠體組成物包含聚胺基酸水溶液、第一乳化油滴,以及釋氮型高分子膠體微粒。所述聚胺基酸水溶液包含第一聚胺基酸。所述釋氮型高分子
膠體微粒包含第二乳化油滴、第二聚胺基酸、親水性界面活性劑和親油性界面活性劑。所述第一乳化油滴和第二乳化油滴是由相同材料形成。所述第二聚胺基酸分佈於第二乳化油滴的表面,且第一聚胺基酸與第二聚胺基酸相同。所述親水性界面活性劑和親油性界面活性劑分別都分佈於第二乳化油滴的表面。
依據本發明的一些實施例,第一聚胺基酸和第二胺基酸共同提供2000mg/L至3000mg/L的有機碳濃度。
依據本發明的一些實施例,基於聚胺基酸水溶液與第二聚胺基酸的合計含量為100體積份,第一乳化油滴和第二乳化油滴的合計含量為3體積份至5體積份,親水性界面活性劑的含量為0.5體積份至1體積份,以及親油性界面活性劑的含量為0.05體積份至0.1體積份。
依據本發明的一些實施例,釋氮型高分子膠體微粒包含具有第一平均粒徑的第一微粒以及具有第二平均粒徑的第二微粒,第一平均粒徑與第二平均粒徑之比值為5至300。
依據本發明的一些實施例,以釋氮型高分子膠體微粒的含量為100體積份,第一微粒的含量為6體積份,且第二微粒的含量為94體積份。
依據本發明的一些實施例,第一聚胺基酸和第二聚胺基酸包含γ-聚麩胺酸。
依據本發明的一些實施例,第一聚胺基酸和第二聚胺基酸各自具有2,100,000的至6,200,000的重量平均
分子量。
依據本發明的一些實施例,膠體組成物具有8至9的親水親油平衡值(HLB)。
依據本發明的一些實施例,親水性界面活性劑包含脂肪醇聚氧乙烯醚,親油性界面活性劑包含卵磷脂,以及第一乳化油滴和第二乳化油滴包含植物油。
100‧‧‧膠體組成物
110‧‧‧乳化油滴
120‧‧‧聚胺基酸水溶液
122‧‧‧聚胺基酸
124‧‧‧水
130‧‧‧釋氮型高分子膠體微粒
130A‧‧‧微米級釋氮型高分子膠體微粒
130B‧‧‧奈米級釋氮型高分子膠體微粒
210‧‧‧第二乳化油滴
220‧‧‧第二聚胺基酸
221、223‧‧‧聚胺基酸
230‧‧‧親水性界面活性劑
240‧‧‧親油性界面活性劑
301、302、303‧‧‧組別
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:
[圖1]為根據本發明的一些實施例繪示膠體組成物的示意圖。
[圖2]為根據本發明的一些實施例繪示釋氮型高分子膠體微粒的示意圖。
[圖3A]為製備例1之膠體組成物中的聚麩胺酸的掃描式電子顯微鏡圖。
[圖3B]為[圖3A]的局部放大圖。
[圖4A]為製備例1之膠體組成物中的釋氮型高分子膠體微粒的掃描式電子顯微鏡圖。
[圖4B]為[圖4A]的局部放大圖。
[圖5]為實施例1的孔體積對總有機碳濃度的結果圖。
[圖6]為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯的效率結果圖。
[圖7]為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯時的pH值變化圖。
[圖8]為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯時的總有機碳濃度變化圖。
[圖9]為實施例2使用各整治試劑的反應槽中的脫鹵菌種之菌量濃度的長條圖。
鑒於以生物降解土壤中含氯汙染物的方法仍存在如:緩釋成效不佳、土壤酸化、含氯汙染物易溶出、滯留時間過短等種種缺點,本發明的一個態樣提出一種土壤整治試劑,且特別是一種用於土壤整治的膠體組成物,其包含釋氮型高分子膠體微粒。此微粒包含聚胺基酸,可提供胺基調整土壤pH值,並可提供微生物所需的有機碳源。再者,此微粒具有不同的粒徑分佈,使微粒可吸附於不同的土壤孔隙中,避免其過早被沖刷至非土壤整治區。
請先參考圖1,其為根據本發明的一些實施例繪示膠體組成物的示意圖。膠體組成物100包含第一乳化油滴110、聚胺基酸水溶液120,以及釋氮型高分子膠體微粒130。所述聚胺基酸水溶液120包含第一聚胺基酸122和水124。換言之,第一聚胺基酸122、第一乳化油滴110和釋氮型高分子膠體微粒130分散於聚胺基酸水溶液120的水124中。
請先參考圖2,其為根據本發明的一些實施例繪示釋氮型高分子膠體微粒的示意圖。釋氮型高分子膠體微粒130包含第二乳化油滴210、第二聚胺基酸220、親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240。所述第二乳化油滴210與第一乳化油滴110是由相同的材料形成。所述第二聚胺基酸220、親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240分別分佈於第二乳化油滴210的表面上,以包覆第二乳化油滴210。在一些實施例中,第二乳化油滴210的表面之一部分可從第二聚胺基酸220、親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240中暴露出來。在另一些實施例中,第二聚胺基酸220、親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240完全包覆第二乳化油滴210的表面。
如圖2所示,所述聚胺基酸220可包含不同重量平均分子量的聚胺基酸221和聚胺基酸223。由於聚胺基酸221和聚胺基酸223吸附於第二乳化油滴210的量的不同,可形成具有不同粒徑的釋氮型高分子膠體微粒,例如圖1的微米級釋氮型高分子膠體微粒130A和奈米級釋氮型高分子膠體微粒130B。在一些例子中,釋氮型高分子膠體微粒130A具有第一平均粒徑D1,釋氮型高分子膠體微粒130B具有第二平均粒徑D2,第一平均粒徑D1和第二平均粒徑D2的比值(D1/D2)可例如為5至300。當膠體組成物中包含不同粒徑的釋氮型高分子膠體微粒,特別是平均粒徑的比值落於上述範圍者,因此些微粒可在不同孔隙大小的土壤中(例如黏土或砂土)中傳輸,並被吸附且均勻地分佈在土壤孔隙
中,使得膠體組成物100可適用於多種地形或土質上。即,包含不同粒徑的釋氮型高分子膠體微粒的膠體組成物可避免堵塞,並增加微粒對微生物的可及性和親和力。在一例子中,微米級的釋氮型高分子膠體微粒130A的第一平均粒徑D1可例如為1000nm至3000nm。在另一例子中,奈米級的釋氮型高分子膠體微粒130B的第二平均粒徑D2可例如為100nm至300nm。
在一些實施例中,基於釋氮型高分子膠體微粒130的總含量為100體積份,微米級釋氮型高分子膠體微粒130A的含量可例如為6體積份,而奈米級釋氮型高分子膠體微粒130B的含量可例如為94體積份。當微米級釋氮型高分子膠體微粒130A和奈米級釋氮型高分子膠體微粒130B的含量落於上述範圍時,可避免堵塞、改善土壤整治效率。
在一些實施例中,所述第一乳化油滴110和第二乳化油滴210相同,其可例如為植物油。所述植物油可包括但不限於蔬菜油、大豆油、芝麻油等。此乳化油滴與水接觸後發生水解,進而釋放出甘油(醇類)和多鏈脂肪酸。所述甘油可提供微生物生長的營養素(碳源),而吸附於土壤孔隙間的多鏈脂肪酸,也可藉由微生物的氧化分解作用形成氫氣和醋酸鹽。氫氣是微生物還原脫氯反應之電子受體,在氧化還原反應中,藉由氫原子取代含氯汙染物中的氯原子來完成還原脫氯反應,從而可達到降解含氯汙染物的效果。再者,如三氯乙烯的含氯化合物與油脂之間具有高親和性,故此乳化油滴可富急含氯汙染物,並可在產氫反應尚未發生時攔阻
溶於水中的含氯汙染物,將含氯污染物包覆在乳化油滴中。待微生物生長後,此乳化油滴則可兼具攔阻含氯汙染物和促進產氫脫氯反應的功效,因而可提升含氯汙染物的處理效率。
基於聚胺基酸水溶液120與第二聚胺基酸220的合計含量為100體積份,第一乳化油滴110和第二乳化油滴210的合計含量為3體積份至5體積份。具有上述範圍的合計含量的第一乳化油滴110和第二乳化油滴210,有助於提供適當的有機碳濃度,並可改善土壤中含氯汙染物的去除效果。過多的乳化油可能造成土壤的酸化,而乳化油過少也可能導致含氯汙染物去除效果不佳。
在一些實施例中,所述第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220相同,其可例如為γ-聚麩胺酸(poly glutamic acid;PGA)。具體而言,γ-聚麩胺酸可例如藉由菌株或酵素,經由生化反應而將l-麩胺酸和d-麩胺酸聚合而得。在一些例子中,第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220的重量平均分子量可各自為2,100,000至6,200,000。在一些其他實施例中,第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220可各自包括不同重量平均分子量的聚胺基酸,以利分別形成上述之微米級釋氮型高分子膠體微粒130A和奈米級釋氮型高分子膠體微粒130B。此第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220的結構中包括胺基,可在微生物降解產生有機酸時,減緩土壤pH值酸化的問題。由於環境pH值決定微生物進行還原脫氯的效率,故第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220也
可改善土壤整治的效果。
在一些實施例中,在膠體組成物100中,第一聚胺基酸122和第二聚胺基酸220共同提供2000mg/L至3000mg/L的有機碳濃度。除了乳化油滴的分解可提供微生物生長的營養素之外,聚胺基酸122和第二聚胺基酸在土壤中分解後也可提供微生物生長所需的碳源。因此,在一些實施例中,本發明的膠體組成物100排除額外添加乳化油滴110、210和聚胺基酸122、220之外的微生物營養份,例如排除添加綜合維他命、維他命B群、糖蜜或乳酸鈉等生物營養份。當聚胺基酸122、220所提供的有機碳濃度低於2000mg/L時,微生物的生長情況不佳,造成土壤中含氯汙染物的還原脫氯效果不佳。另一方面,當聚胺基酸122、220所提供的有機碳濃度高於3000mg/L時,代表膠體組成物100中所添加的聚胺基酸含量過高,易有聚胺基酸自聚集而不利於釋氮型高分子膠體微粒130的形成、膠體組成物黏度過高不利於其在土壤孔隙中的輸送等問題,此些問題皆可能影響土壤中含氯汙染物的去除效果。
在一些實施例中,親水性界面活性劑230可例如為生物可分解型界面活性劑。在一些具體例子中,親水性界面活性劑230可例如包括但不限於脂肪醇聚氧乙烯醚,如:C9-11醇聚氧乙烯醚。釋氮型高分子膠體微粒130包含此親水性界面活性劑230,可避免施加至土壤的釋氮型高分子膠體微粒130團聚、阻塞土壤孔隙,致使釋氮型高分子膠體微粒130無法順利被輸送。
基於聚胺基酸水溶液120與第二聚胺基酸220的合計含量為100體積份,親水性界面活性劑的含量為0.5體積份至1體積份。上述含量的親水性界面活性劑可提供適合的親水性,以改善膠體組成物,特別是釋氮型高分子膠體微粒130在土壤孔隙中的輸送力。
在一些實施例中,親油性界面活性劑240可包括但不限於卵磷脂。釋氮型高分子膠體微粒130的表面上同時分佈有親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240,以避免在釋氮型高分子膠體微粒130互相碰撞時造成微粒破裂或是凝聚,故可確保釋氮型高分子膠體微粒130在土壤孔隙間的輸送,使釋氮型高分子膠體微粒130可均勻分佈在土壤中。具體而言,可藉由此親水性界面活性劑230和親油性界面活性劑240調整膠體組成物100的親水親油平衡值(HLB),例如HLB可為8至9,使膠體組成物100屬於水中油相(O/W)型乳化劑,以利於膠體組成物100在土壤中的輸送,從而可改善土壤整治效果。
基於聚胺基酸水溶液120與第二聚胺基酸220的合計含量為100體積份,親油性界面活性劑的含量為0.05體積份至0.1體積份。在一些實施例中,親油性界面活性劑的含量少於親水性界面活性劑的含量。適量的親油性界面活性劑有利於膠體組成物100在土壤中的輸送。
一般而言,製備膠體組成物100的方法係首先配製聚胺基酸溶液,其是將一固定濃度的聚胺基酸液體加入
水中稀釋至聚胺基酸溶液的有機碳濃度為2000mg/L至3000mg/L。接著,例如取100體積份的聚胺基酸溶液,並將3至5體積份的乳化油、0.5至1體積份的親水性界面活性劑230和0.05至0.1體積份的親油性界面活性劑,分別加入上述聚胺基酸溶液中並均勻混合,以製得膠體組成物100。
特別說明的是,混合上述成分時,部分的聚胺基酸、部分的乳化油、親水性界面活性劑和親油性界面活性劑可形成釋氮型高分子膠體微粒。而另一部分的聚胺基酸可能自聚集為聚胺基酸微粒,且另一部分的乳化油亦可能自聚集為乳化油滴(或稱乳化油微粒)。因此,同時有聚胺基酸微粒(例如所述第一聚胺基酸122)、乳化油滴(例如第一乳化油滴110)和釋氮型高分子膠體微粒(例如微粒130)分散於膠體組成物中。
在一些實施例中,此膠體組成物中的膠體微粒具有負值的界達電位,致使此些膠體微粒可在帶負電的土壤中向下傳輸,不會被吸附在注入點附近。例如:釋氮型高分子膠體微粒的界達電位約為-94mV。
以下以多個例子說明本發明的膠體組成物的具體實施方式與優點。
取濃度為3.5體積百分比的聚麩胺酸(具體規格如下表1所示)與水混合,以獲得有機碳濃度為2000mg/L至3000mg/L的聚麩胺酸水溶液。接著,取1000毫升的聚麩胺酸水溶液,並於此聚麩胺酸水溶液中分別加入30至50
毫升的大豆植物油、5毫升至10毫升的新波綠(Simple Green;SG;Extreme Simple Green以及0.5毫升至1毫升的卵磷脂。將上述混合物攪拌均勻後即可獲得製備例1的膠體組成物。
請先參考圖3A和圖3B。圖3A為製備例1之膠體組成物中的聚麩胺酸的掃描式電子顯微鏡圖,而圖3B為圖3A的局部放大圖。根據圖3A和圖3B,膠體組成物中的聚麩胺酸可以單獨的微粒存在,或是由多個微粒聚集在一起的聚合體存在。從放大的圖3B可知此聚麩胺酸微粒內部並未包覆乳化油滴。此種聚麩胺酸微粒可例如為圖1的第一聚胺基酸122。
接著請參考圖4A和圖4B。圖4A為製備例1之膠體組成物中的釋氮型高分子膠體微粒的掃描式電子顯微鏡圖,而圖4B為圖4A的局部放大圖。圖4A為多個釋氮型高分子膠體微粒聚集的圖式,其中可看出乳化油表面包覆有多個聚麩胺酸。圖4A中所示的多個釋氮型高分子膠體微粒聚集之大小可達約莫300μm。再者,放大的圖4B可看出聚麩胺酸吸附於乳化油滴的表面上。
此外,對製備例1的膠體組成物進行微粒大小的檢測,基於所有釋氮型高分子膠體微粒的數量為100%,此膠體組成物中約6%之平均直徑約為128nm的釋氮型高分子膠體微粒,以及約94%之平均直徑為1985nm的釋氮型高分子膠體微粒。
在實施例1中,分別將製備例1的膠體組成物、如製備例1中所使用的聚麩胺酸及大豆植物油的土壤整治試劑注入填充相同土壤的管柱中,並觀察管柱中的土壤開始流失與此些物質的注入量的關係,以測試此些成份的個別管柱流通性。圖5為實施例1的孔體積對總有機碳濃度的結果圖,其中組別301為聚麩胺酸的例子、組別302為大豆植物油的例子,而組別303為製備例1的膠體組成物的例子。
特別說明的是,1孔體積(pore volume;PV)為約178mL,而圖5的實施例中所使用之管注出流量1PV需要29小時,因此孔體積與整治試劑在土壤中的滯留時間成正相關。換言之,當整治試劑的總有機碳濃度越高,並對應到越大的孔體積時,代表土壤對此整治試劑的吸附力越佳。
如圖5所示,使用親水性的聚麩胺酸做為投入土壤中的整治試劑時,總有機碳濃度達平衡(或者是累積至約2300mg/L的最高有機碳濃度)時,孔體積僅6至7PV)。這是因為聚麩胺酸的親水性較強,屬於容易流失、不易為土壤吸附的整治試劑。接著,使用大豆植物油做為投入土壤中
的整治試劑時,總有機碳濃度達平衡(約2600mg/L)時,孔體積為11至13PV,孔體積與總有機碳平衡濃度都較使用聚麩胺酸的例子高,代表大豆植物油於土壤中的吸附力強於聚麩胺酸。而使用製備例1的膠體組成物時,總有機碳濃度於約4000mg/L達平衡,且所對應的孔體積為約20PV。換言之,本發明的膠體組成物對土壤的吸附性佳。
在實施例2中,以150mL的培養瓶(microcosm)做為反應槽,在其中填充土壤,並加入人工配製的受三氯乙烯汙染的地下水。將製備例1的膠體組成物、如製備例1中所使用的聚麩胺酸及大豆植物油注入個別的反應槽中,以針對(1)厭氧環境的飽和溶液下(模擬飽和層),各種整治試劑做為主要碳源時,微生物(脫鹵菌種;dehalococcoides)對三氯乙烯的降解效率;(2)整治試劑對於地下水的酸化程度;(3)整治試劑在土壤中的傳輸速率;以及,(4)微生物於使用各個整治試劑的土壤中的生長情況。此處使用的地下水的三氯乙烯濃度為約5mg/L。
首先請先參考圖6,其為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯的效率結果圖。如圖6可知,在第100天時,對三氯乙烯的降解效率結果為組別303>組別301>組別302。特別是,在組別302之使用大豆植物油的例子中,由於大豆植物油可富集三氯乙烯,但此富集僅為物理性吸附,未被及時分解的三氯乙烯仍可能自大豆植物油中再釋出,造成組別302在約20天後處,有三氯乙烯
濃度回升的現象發生。再者,在組別302之使用大豆植物油的例子中,後期由於大豆植物油持續釋出有機酸,造成環境酸化而使微生物的還原脫氯反應受到抑制,影響汙染物去除效率。另一方面,組別301之使用聚麩胺酸的例子中,雖然可以穩定的趨勢降解三氯乙烯,但不具備像大豆植物油一樣包覆住汙染物的功能。
接下來,請參考圖7,其為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯時的pH值變化圖。環境pH值會影響微生物還原脫氯的效率,而較佳的pH範圍為6.8至7.2。特別是當pH值低於6.2時,會抑制微生物進行厭氧還原脫氯的反應。如圖7所示,初始的pH值維持在6至8之間,於還原脫氯反應進行的過程中,組別301和組別303的例子都未發生酸化的現象。然而,組別302的例子因大豆植物油的分解而有酸化的現象。圖7的結果代表聚麩胺酸,或是含有聚麩胺酸的膠體組成物,可藉由聚麩胺酸的胺基中和有基酸的酸性,故在組別301和組別303的例子中,微生物還原脫氯反應效果較佳,符合圖6的結果。
接著請參考圖8,其為實施例2的各整治試劑對微生物厭氧還原脫氯降解三氯乙烯時的總有機碳濃度變化圖。如圖8所示,組別303的例子可提供最高的有機碳濃度,故有利於微生物進行降解反應。
請參考圖9,其為實施例2使用各整治試劑的反應槽中的脫鹵菌種之菌量濃度的長條圖。此脫鹵菌種為含氯有機汙染場址中常見的代表性菌種,目前僅此脫鹵菌種可將
汙染物完全降解至乙烯。圖9顯示,組別303的環境最有利於脫鹵菌種的生長,而組別301次之。組別302使用的大豆植物油會產生有機酸,使得環境酸化而不適合脫鹵菌種的生長,因此相較於組別301和組別303,使用大豆植物油的例子的脫鹵菌種的生長情況不佳,故勢必其還原脫氯的效果也不佳,與圖6的結果吻合。
本發明的用於土壤整治的膠體組成物,屬於環境友善、生物可分解的成份。此外,此膠體組成物中包含聚胺基酸,除了可提供額外的微生物營養份外,其胺基也具有防止土壤酸化、避免微生物作用環境因酸化而被抑制的效果。再者,此膠體組成物所含的釋氮型高分子具有適當的粒徑分佈和親水性,利於在土壤孔隙間的輸送及吸附,故可進一步改善含氯汙染物的降解效率。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
130‧‧‧釋氮型高分子膠體微粒
210‧‧‧第二乳化油滴
220‧‧‧第二聚胺基酸
221、223‧‧‧聚胺基酸
230‧‧‧親水性界面活性劑
240‧‧‧親油性界面活性劑
Claims (9)
- 一種用於土壤整治的膠體組成物,包含:一聚胺基酸水溶液,包含一第一聚胺基酸;一第一乳化油滴;以及一釋氮型高分子膠體微粒,包含:一第二乳化油滴,與該第一乳化油滴是由相同的一材料形成;一第二聚胺基酸,分佈於該第二乳化油滴的一表面,其中該第一聚胺基酸與該第二聚胺基酸相同;一親水性界面活性劑,分佈於該表面;以及一親油性界面活性劑,分佈於該表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中該第一聚胺基酸和該第二胺基酸共同提供2000mg/L至3000mg/L的一有機碳濃度。
- 如申請專利範圍第2項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中基於該聚胺基酸水溶液與該第二聚胺基酸的一合計含量為100體積份,該第一乳化油滴和該第二乳化油滴的一合計含量為3體積份至5體積份,該親水性界面活性劑的一含量為0.5體積份至1體積份,以及該親油性界面活性劑的一含量為0.05體積份至0.1體積份。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整 治的膠體組成物,其中該釋氮型高分子膠體微粒包含具有一第一平均粒徑的一第一微粒以及具有一第二平均粒徑的一第二微粒,該第一平均粒徑與該第二平均粒徑之一比值為5至300。
- 如申請專利範圍第4項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中以該釋氮型高分子膠體微粒的含量為100體積份,該第一微粒的含量為6體積份,且該第二微粒的含量為94體積份。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中該第一聚胺基酸和該第二聚胺基酸包含γ-聚麩胺酸。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中該第一聚胺基酸和該第二聚胺基酸各自具有2,100,000至6,200,000的一重量平均分子量。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中該膠體組成物具有8至9的親水親油平衡值(HLB)。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於土壤整治的膠體組成物,其中該親水性界面活性劑包含脂肪醇聚氧乙烯醚,該親油性界面活性劑包含卵磷脂,以及該第一 乳化油滴和該第二乳化油滴包含植物油。
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