专利名称：一种突发性有机污染事件处理的方法
技术领域：
本发明属于环境保护工程技术领域，具体涉及一种土壤或水域的突发性有 机污染事件处理的方法。
背景技术：
近年来，随着我国工业的飞速发展，有机物生产、储存和运输的量均大大 增加，这导致我国近年来突发性有机污染事件频发，事件发生后大量有机物向 周围土壤、水体迁移扩散，对生态环境、人民健康及社会安全产生严重影响。
如2005年11月发生的中国石油吉林石化公司双苯厂爆炸事件，导致松花江苯、 硝基苯等污染物严重超标，破坏了生态环境，极大影响了人民的正常生活，并 带来了系列的国际关系问题。而我国处理此类突发性有机污染事件主要应用活 性炭，但是活性炭存在着无溶胀性、价格昂贵、饱和吸附量小和再生困难等缺 点，应用受到一定的限制。因此，2007年9月公布的国家"863计划"课题申请指 南中明确提出，从我国当前重大环境有机污染事件频发的实际状况出发，研究 开发出适合我国国情的重大环境有机污染事件应急技术系统，大力研发典型有 机污染物的高效吸附、阻断、锁定及固化的新材料、新技术，以增强突发性有 机污染事件的应急处理能力。
发明内容
本发明的目的是针对上述处理突发性有机污染事件的现有技术中所存在的 不足，提供一种利用有机膨润土的强亲油性和快速溶胀性，吸附、固定、截留 和提取突发性有机污染事件中泄漏的有机污染物的处理方法。本发明提供的方法包括如下顺序的步骤 (1 )以季铵盐型阳离子表面活性剂和阳离子型聚丙烯酰胺作为离子交换改 性剂，将膨润土原土制备成系列有机膨润土粉末；
(2) 将有机膨润土粉末直接或是用机器喷射投加到受有机液体污染的土壤 或水中；
(3) 有机膨润土将有机液体固定截留，同时可以吸附提取土壤或水中的有 机液体，从而阻止其进一步扩散污染周围环境；
(4) 将固定截留有机液体的有机膨润土通过离心法或是自然沉降压实法回 收有机液体，以便再利用。
上述季铵型阳离子表面活性剂带有较长的疏水烷基链，如十二垸基三甲基 溴化铵，十四烷基三甲基溴化铵，十六垸基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基溴 化铵，双十二垸基二甲基溴化铵，双十八垸基二甲基溴化铵等；所述有机液体 如苯、硝基苯、二甲苯、汽油或柴油等。其中，以十六烷基三甲基溴化铵为表 面活性剂制备的有机膨润土中，十六烷基三甲基溴化铵的负载量是0.6、 0.8、 1.0、 1.2、 1.4、 1.6、 1.8禾卩2.0CEC;以十二垸基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化 铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基溴 化铵为表面活性剂制备的有机膨润土中，表面活性剂的负载量是l.OCEC。
另外，上述有机膨润土中，离子交换改性剂可同时包括阳离子表面活性剂 和阳离子型聚丙烯酰胺。其中，十六烷基三甲基溴化铵的负载量是0.6CEC或 l.OCEC，阳离子型聚丙烯酰胺和插层量是2%或4%。
本发明的原理是层状粘土矿物如膨润土常带有负电荷，需要在层间吸附 无机阳离子来实现电荷补偿，由于无机阳离子的水合作用，粘土矿物表面为亲 水环境，对有机物亲和能力极差。在一定条件下，层间无机阳离子可被有离子分子交换，交换后的产物即称作有机膨润土。阳离子表面活性剂可改变膨 润土的层间环境，使有机膨润土对有机物亲和能力增强；由于阳离子型聚丙烯
酰胺有很长的正电荷分子链，插层到膨润土层间后可将膨润土片层交联形成网
状结构，将剥离的有机膨润土纳米片层牢固连结。
基于其强亲油性及特殊的二维纳米结构，有机膨润土在有机液体中能迅速
膨胀，剥离成纳米级厚度的单片层，分散到有机液体中，从而将有机液体固化， 被固化的有机液体可以达到数倍于有机膨润土自身重量。由此，有机膨润土可 固化泄漏的大量有机污染物，从而将有机污染物固定、截留，降低事件发生后 有机污染物对周围环境的破坏。同时，利用有机膨润土的强亲油性，将渗透到 土壤中及溶解于水中的有机污染物吸附提取出来， 一定程度上能修复受污染的 区域。
本发明的方法所涉及的材料来源广泛、价格便宜，操作简单易行，处理成
本低，可用于石油储存和运输过程中发生的管道、油罐、油船泄漏事件；化工 行业有机物的生产、储存、运输过程中发生的各种泄漏事件；日常生活中发生 的各种突发性有机污染事件等。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。 实施例h用不同阳离子负载量的有机膨润土来固定截留硝基苯。 以十六垸基三甲基溴化铵(CTMAB)改性的有机膨润土固定截留硝基苯液体 为例膨润土原土对硝基苯的截留量为1. 36 g/g，而CTMAB负载量分别是0. 6、 0.8、 1.0、 1.2、 1.4、 1.6、 1.8和2.0CEC的有机膨润土对硝基苯的截留量分别 是14. 5、 22.8、 23.7、 23.7、 23.1、 22.5、 22. 0和23. 7 g/g，截留量比膨润土 原土提高了 K) 17倍。实施例2:用负载不同表面活性剂的有机膨润土来固定截留硝基苯。 用负载不同阳离子表面活性剂的有机膨润土来固定截留硝基苯液体为例 所选用的表面活性剂分别是十二垸基三甲基溴化铵，十四垸基三甲基溴化铵， 十六垸基三甲基溴化铵，十八烷基三甲基溴化铵，双十二烷基二甲基溴化铵， 双十八垸基二甲基溴化铵，表面活性剂负载量为1.0CEC;结果显示，以上六种
表面活性剂改性制得的有机膨润土对硝基苯的截留量分别为23.8、 19.5、 23.7、 17.1、 12. 4和9. 21 g/g，截留量比膨润土原土提高了约6 17倍。
实施例3:用有机膨润土来固定截留不同的有机液体。
用CTMAB负载量为2. 0CEC的有机膨润土来固定截留不同有机液体为例膨 润土原土对苯、硝基苯、二甲苯、汽油和柴油的截留量分别为0. 89、 1. 36、 0. 83、 0. 67和0. 92 g/g，而CTMAB有机膨润土对苯、硝基苯、二甲苯、汽油和柴油的 截留量分别为15. 1、 23.7、 8.71、 6. 45和8. 25 g/g，截留量均比膨润土原土提 高了8倍以上。
实施例4:用CTMAB-CPAM有机膨润土来固定截留硝基苯。
用CTMAB负载量为0. 6CEC和阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)插层量为2%的有 机膨润土 (CTMAB-CPAM有机膨润土)来固定截留硝基苯为例膨润土原土对硝 基苯的截留量为1. 36 g/g， CTMAB有机膨润土对硝基苯的截留量为14. 5 g/g， 而CTMAB-CPAM有机膨润土对硝基苯的截留量为18. 7 g/g，截留量比原土提高了 13倍，比CTMAB有机膨润土提高了 0. 3倍。
实施例5:用不同表面活性剂负载量的CTMAB-CPAM有机膨润土固定截留硝基苯。
用CTMAB负载量分别是0. 6CEC、 1. 0CEC和CPAM插层量为4%的有机膨润土 固定截留硝基苯为例膨润土原土对硝基苯的截留量为1.36 g/g， CTMAB有机膨润土对硝基苯的截留量分别是14.5 g/g (0.6CEC)和23.7 g/g (l.OCEC)， 而CTMAB负载量为0. 6CEC和1. 0CEC的CTMAB-CPAM有机膨润土对硝基苯的截留 量分别是21. 5和28. 9 g/g，截留量分别比原土提高15倍和20倍，比对应的 CTMAB有机膨润土提高了 0. 5倍和0. 22倍。
实施例6:用不同CPAM插层量的CTMAB-CPAM有机膨润土来固定截留硝基苯。 用CTMAB负载量是0. 6CEC、 CPAM插层量分别是2%和4%的新型有机膨润土 固定截留硝基苯为例:CTMAB有机膨润土对硝基苯的截留量为14. 5 g/g ，而CPAM 插层量为2%和4%的有机膨润土对硝基苯的截留量分别为18. 7和21. 5 g/g，比 CTMAB有机膨润土提高了 0. 3倍和0. 5倍。
实施例7: CTMAB有机膨润土在高浓度硝基苯废水中的吸附容量。 用CTMAB负载量是1. 0CEC和2. 0CEC的有机膨润土吸附水中硝基苯为例 在水中加入少量CTMAB有机膨润土后，有机膨润土吸附量可达到715. 9和534. 5 mg/g。有机膨润土不仅能截留固定硝基苯原液，而且能吸附溶解于水中的硝基 苯。
实施例8:用离心法回收有机液体。
通过离心的方法回收有机膨润土固定截留的有机液体。以回收经阳离子负 载量为1. 0CEC的双十八烷基二甲基溴化铵有机膨润土固定的苯和硝基苯为例 双十八烷基二甲基溴化铵有机膨润土对苯和硝基苯的截留量分别为14. 3和15. 2 g/g,在80Xg的重力下离心后对苯和硝基苯的截留量分别为3. 56和3. 44 g/g。 离心重力增大到80Xg，苯的截留量降低了 75. 1%，可以分离回收10.74 g苯； 硝基苯的截留量降低了77.4%，可以回收11.76 g硝基苯。
实施例9:用自然沉降压实法回收硝基苯。
通过自然沉降压实的方法回收有机膨润土固定截留的有机液体。以回收CTMAB负载量为l.OCEC、 CPAM插层量为2%的有机膨润土固定的硝基苯为例 CTMAB-CPAM有机膨润土对硝基苯的截留量为27. 2 g/g，加压成层沉降60 min 后，对硝基苯的截留量为14. 4g/g，截留量降低了47.0%，可以回收12.8g硝 基苯。
权利要求
1、一种突发性有机污染事件处理的方法，其特征在于包括如下顺序的步骤(1)以季铵盐型阳离子表面活性剂和阳离子型聚丙烯酰胺作为离子交换改性剂，将膨润土原土制备成系列有机膨润土粉末；(2)将有机膨润土粉末直接或是用机器喷射投加到受有机液体污染的土壤或水中；(3)有机膨润土将有机液体固定截留，同时可以吸附提取土壤或水中的有机液体，从而阻止其进一步扩散污染周围环境；(4)将固定截留有机液体的有机膨润土通过离心法或是自然沉降压实法回收有机液体，以便再利用。
2、 根据权利要求1所述的突发性有机污染事件处理的方法，其特征在于所 述季铵型阳离子表面活性剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化 铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、双十二烷基二甲基溴化 铵、双十八垸基二甲基溴化铵；所述有机液体包括苯、硝基苯、二甲苯、汽油 或柴油；其中，以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂制备的有机膨润土中， 十六垸基三甲基溴化铵的负载量是0.6、 0.8、 1.0、 1.2、 1.4、 1.6、 1.8禾B2.0CEC; 以十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、 双十二垸基二甲基溴化铵、双十八垸基二甲基溴化铵为表面活性剂制备的有机 膨润土中，表面活性剂的负载量是l.OCEC。
3、 根据权利要求1所述的突发性有机污染事件处理的方法，其特征在于所 述有机膨润土中，离子交换改性剂可同时包括阳离子表面活性剂和阳离子型聚 丙烯酰胺。其中，十六烷基三甲基溴化铵的负载量是0.6CEC或l.OCEC，阳离 子型聚丙烯酰胺和插层量是2%或4%。
全文摘要
本发明属于环境保护工程技术领域，具体涉及一种土壤或水域的突发性有机污染事件处理的方法。本发明提供的方法如下以季铵盐型阳离子表面活性剂和阳离子型聚丙烯酰胺作为离子交换改性剂，将膨润土原土制备成系列有机膨润土粉末；再将有机膨润土粉末直接或是用机器喷射投加到受有机液体污染的土壤或水中；有机膨润土将有机液体固定截留，同时可以吸附提取土壤或水中的有机液体，从而阻止其进一步扩散污染周围环境；然后将固定截留有有机液体的有机膨润土通过离心法或是自然沉降压实法回收有机液体，以便再利用。本发明的方法可用于化工行业及日常生活中有机物的生产、储存、运输过程中发生的各种泄漏事件。
文档编号B01J20/12GK101480602SQ200810189870
公开日2009年7月15日 申请日期2008年12月31日 优先权日2008年12月31日
发明者朱润良, 通 王, 胡本燕, 飞 葛, 陈望香 申请人:湘潭大学