【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污染物迁移。更具体地，涉及一种去除水环境中流动相纳米塑料的方法。
技术介绍
1、塑料具有制造成本低及用途广泛的优点，目前已大量使用于生产和生活中。由于大部分塑料制品用于一次性使用，并且对于塑料废弃物缺乏有效的回收管理，这导致大量的塑料废弃物在环境中积累。环境中积累的塑料废弃物会分解成微塑料(＜5mm)和纳米塑料(＜1000nm)。微纳米塑料(微塑料和纳米塑料)除了自身具有毒性外，还可以作为各种污染物的载体，这种形式的塑料污染是不可挽回和不可逆转的。目前，针对于微纳米塑料污染问题的研究多集中于海洋和陆地水环境，而对于陆地环境，特别是农业土壤环境微纳米塑料污染问题的研究仍比较匮乏。农业生产中大量使用的塑料薄膜和地膜、化肥和堆肥的施用、以及废水灌溉和大气沉降这些都是农业土壤中微纳米塑料输入的重要途径。据估计，农业土壤中微纳米塑料的数量占释放到环境中的塑料总量的主要部分。已有研究主要针对微塑料进行，而相比之下纳米塑料由于其粒径较小，所以迁移能力更强，纳米塑料进入土壤后，不仅会在土壤中累积，还会垂直迁移至地下水中，进而对地下水造成污染，对人类健康构成严重威胁；同时纳米塑料还能作为大多数污染物的载体，从而增强污染物在环境中的迁移和转运能力，使其具有更大的危害和毒性，但目前对于塑料污染的研究，大多集中在微塑料去除，而对于纳米塑料的去除方法研究较少。因此，提供一种去除水环境中的纳米塑料的方法，以降低其对人类健康和生态环境的污染，具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技
2、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
3、一种去除水环境中流动相纳米塑料的方法，具体包括以下步骤：
4、s1.将生物炭、多孔介质混合得到混合物；
5、s2.将s1的混合物装进带有通孔的容器中，将容器放置在含有纳米塑料的水环境中；或将含有纳米塑料的水环境通入填充有s1所述混合物的柱体中；
6、其中，所述混合物中生物炭的质量百分数≥0.1％；多孔介质为石英砂、砾石、鹅卵石、陶粒或玻璃珠中的一种或多种的堆积体。
7、本专利技术利用到生物炭、多孔介质的混合物，提高水环境中纳米塑料的去除率，首先，生物炭具有高比表面积和丰富的吸附位点，但这些位点在单独使用时可能会快速饱和；而多孔介质提供了稳定的介质结构，虽然其吸附能力有限，但它的存在可以支撑生物炭，使其更均匀分布，增加了整体的有效吸附面积和吸附位点；其次，本专利技术的生物炭、多孔介质混合物能形成更加均匀且稳定的孔隙结构，提供复杂的流动路径，这使纳米塑料在介质中更容易被捕获，其中，生物炭的孔隙有助于滞留纳米塑料，而多孔介质的存在防止了孔隙过于紧密(孔隙过于紧密会导致有效吸附面积和吸附位点变少)，从而优化了孔隙结构；再者，本专利技术的多孔介质提供了机械支撑，使得整个生物炭、多孔介质混合物的结构更为稳定，不易被水流冲刷，在含有纳米塑料的水环境流经生物炭、多孔介质混合物时，生物炭吸附纳米塑料，而多孔介质中颗粒之间的空隙可以增加纳米塑料的微球在介质中的停留时间和路径曲折度，增强物理阻挡效果；最后，在混合介质中，多孔介质的的存在可以有效分散纳米塑料的微球，减少生物炭吸附位点的快速饱和，延长了吸附效果的持续时间。
8、具体的，本专利技术利用生物炭、多孔介质的混合物去除水环境中的纳米塑料可以通过多种方式进行。诸如：可以将生物炭、多孔介质均匀混合得到混合物，然后将混合物装进带有通孔(通孔孔径小于多孔介质的粒径)的容器中，将容器放置在含有纳米塑料的水环境中；此外，也可以将含有纳米塑料的水体流经上述生物炭和多孔介质的混合物，使水体/水环境中的纳米塑料吸附在本专利技术混合物中。
9、进一步地，所述混合物中生物炭的质量百分数≥0.2％；优选地，所述混合物中生物炭的质量百分数为0.2％～2％。
10、在本专利技术实施例中，当生物炭/石英砂中生物炭的添加量从0.2％wt增加到2％wt时，c/c0峰值由91.98％下降至75.65％，纳米塑料质量回收率由89.69％下降至69.88％，即随着生物炭/石英砂中生物炭含量的增加，对纳米塑料地去除能力更强，这是因为生物炭/石英砂能够为纳米塑料提供更多的吸附点位，这将更有利于纳米塑料的吸附。
11、进一步地，所述纳米塑料为纳米聚苯乙烯、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯或纳米聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
12、进一步地，所述水环境中na离子的摩尔浓度为0.5～10mm。
13、进一步地，所述水环境中ca离子的摩尔浓度为0.1～5mm。
14、在本专利技术中，专利技术人通过研究发现，水环境中离子类型、离子强度对有利于纳米塑料吸附在生物炭/多孔介质上，从而提高纳米塑料的去除效果。具体的，在本专利技术实施例中，对于na离子而言，当其摩尔浓度为0.5～10mm，纳米塑料的浓度比c/c0(吸附后纳水溶液中纳米塑料的浓度/初始水溶液中纳米塑料的浓度)为75.81～58.97％；对于ca离子而言，当其摩尔浓度为0.1～5mm，纳米塑料的浓度比c/c0(吸附后纳水溶液中纳米塑料的浓度/初始水溶液中纳米塑料的浓度)为88.32～1.66％。
15、进一步地，所述多孔介质的粒径为0.45～0.6mm。
16、进一步地，所述生物炭按照以下步骤制备：将生物质原料预处理后，300～900℃限氧碳化1～3h得黑色残渣，后处理，即得生物炭。
17、在本专利技术中，所述限氧碳化为限制或隔绝氧气，让生物质原料碳化变成生物炭。
18、优选地，所述限氧碳化的温度为700℃，时间为2h。
19、进一步地，所述生物质原料为核桃壳、秸秆、粪污或污泥中的一种或多种。
20、进一步地，所述限氧碳化的升温速率为8～12℃/min；优选地，所述限氧碳化的升温速率为10℃/min。
21、进一步地，所述生物炭的粒径为0.45～0.6mm。
22、进一步地，所述后处理为将黑色残渣粉碎，去离子水洗涤，干燥。
23、本专利技术具有以下有益效果：
24、本专利技术的方法成本低廉，绿色环保。生物炭在添加至多孔介质中后对多孔介质环境改变小，不会造成二次污染，且利用两者的协同作用，增强了纳米塑料的去除效果。相比传统的吸附材料，本专利技术在去除纳米塑料的同时也减少了对环境的负面影响，有助于实现可持续发展的目标。同时，本专利技术在不同水化学条件下对多孔介质中的纳米塑料均能发挥出色的去除效果，包括不同离子类型和不同离子强度等，具备很强的适应性，是一种有效去除水环境中流动相纳米塑料的方法。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种去除水环境中流动相纳米塑料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述纳米塑料为纳米聚苯乙烯、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯或纳米聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述水环境中Na离子的摩尔浓度为0.5～10mM。
4.根据权利要求1或3所述方法，其特征在于，所述水环境中Ca离子的摩尔浓度为0.1～5mM。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述多孔介质的粒径为0.45～0.6mm。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述生物炭按照以下步骤制备：将生物质原料预处理后，300～900℃限氧碳化1～3h得黑色残渣，后处理，即得生物炭。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述生物质原料为核桃壳、秸秆、粪污或污泥中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，限氧碳化的升温速率为8～12℃/min。
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述生物炭的粒径为0.45～0.6mm。<...
【技术特征摘要】
1.一种去除水环境中流动相纳米塑料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述纳米塑料为纳米聚苯乙烯、纳米聚乙烯、纳米聚氯乙烯或纳米聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述水环境中na离子的摩尔浓度为0.5～10mm。
4.根据权利要求1或3所述方法，其特征在于，所述水环境中ca离子的摩尔浓度为0.1～5mm。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述多孔介质的粒径为0.45～0.6mm。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：程洲，吴鸣，吴宇恒，莫测辉，郝艳茹，卢国平，吴剑锋，吴吉春，胡晓农，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。