一种基于地聚合物固化微塑料的方法

本发明属于地聚合物的应用，具体地，为一种基于地聚合物固化微塑料的方法。本发明在技术分类上属于“砂浆、混凝土或人造石的作用、特性或应用”，其上级分类属于“石灰；氧化镁；矿渣；水泥；其组合物，例如：砂浆、混凝土或类似的建筑材料；人造石；陶瓷；耐火材料；天然石的处理”；或者属于“不包含在其他类目中的各种应用材料；不包含在其他类目中的材料的各种应用”分类。

背景技术：

1、微塑料是指粒径小于5mm的塑料颗粒，其中粒径小于1000nm的塑料颗粒可称为纳米塑料。微纳塑料污染遍布水陆空环境，并且通常作为各类污染物的载体对生物健康造成威胁。城市环境中微塑料污染通常来自于汽车轮胎磨损、生活和工业废水排放以及专门生产制造微型塑料颗粒的工厂等。纳米塑料的产生还包括微米塑料在物理作用、化学作用和生物作用下的进一步风化磨损。微纳塑料可以通过饮用水、摄食以及呼吸作用进入生物体，并且可以通过引起氧化应激、细胞膜细胞器损伤、免疫反应、遗传毒性和其他毒性作用对生物健康造成威胁和损害。同时，由于微纳米塑料的特性——体积小、比表面积大、疏水性强、化学性质稳定等，微纳塑料在环境中通常难以去除。

2、现有的对环境中微塑料进行去除的方法有物理法、化学法和生物法等。它们分别通过物理作用、化学作用以及生物消解作用等降低环境中的微塑料含量。具体地，物理法包括过滤、吸附和人工湿地等方法，化学法包括混凝沉降法和光催化法等等，生物法包括利用真菌、细菌等微生物对微塑料进行水解和消化，包括厌氧法和生物酶法等。传统的物理、化学和生物方法往往操作较为复杂，可处理量小，易产生中间产物，塑料废品去除效率高和去除成本低廉二者不能兼得，因此需要进一步研发新的成本低廉且高效的微塑料去除技术。

3、综上，传统的微塑料去除手段普遍存在效率低下，操作复杂等诸多缺点，并且鉴于微纳塑料的环境危害性和生物危害性，迫切需要研究微塑料污染的新型防治技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种基于地聚合物固化微塑料的方法。

2、本发明的目的还在于提供一种基于地聚合物固化微塑料的方法，能够对地聚合物固化微塑料的性能进行研究和分析。

3、本发明的目的还在于提供一种基于地聚合物固化微塑料的方法，有助于建立一种绿色、环保、经济、高效的环境微塑料去除方法。

4、为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：

5、一种基于地聚合物固化微塑料的方法，所述分析方法包括：

6、步骤s1：准备用于制备地聚合物的材料：提供液体激发剂和活性硅铝原料；确定激发剂模数和胶凝材料液固比，根据确定的激发剂模数和胶凝材料液固比确定制备地聚合物所需的液体激发剂和活性硅铝原料的配比；

7、步骤s2：地聚合物固化微塑料：称取不同质量的多份微塑料粉末，分别与一份按照上述配比称取的液体激发剂和活性硅铝原料混合均匀，获得多份浆体，将多份浆体分别倒入模具中，待成型后脱模，得到固化有微塑料的地聚合物；

8、步骤s3：将每份固化有微塑料的地聚合物进行称重，分别放入样品瓶中，加入等量的超纯水，将样品瓶封口后放入恒温水浴振荡器中，进行振荡解吸，预定时间后，使用过滤器取出解吸液，并使用玻璃纤维滤膜过滤得到浸出微塑料；

9、步骤s4：获得每个玻璃纤维滤膜上的浸出微塑料的质量，计算地聚合物固化不同质量的微塑料的固化效率。

10、根据本发明的一个优选实施例，所述液体激发剂为硅酸钠碱激发剂，所述活性硅铝原料选用粉煤灰粉体原料。

11、根据本发明的一个优选实施例，在步骤s2中，每一份微塑料粉末与液体激发剂和活性硅铝原料的混合采用水泥净浆搅拌机，在微塑料粉末加入液体激发剂和活性硅铝原料中后，将混合物倒入水泥净浆搅拌机，启动搅拌机搅拌5-15分钟，然后将搅拌好的多份浆体分别倒入40mm×40mm×40mm的聚四氟乙烯模具中。

12、根据本发明的一个优选实施例，使用的所有微塑料粉末为荧光二苯乙烯微塑料粉末；

13、所述分析方法还包括：绘制荧光二苯乙烯微塑料粉末的荧光强度标准曲线，并得到荧光强度拟合公式；

14、在步骤s4中，获取每个玻璃纤维滤膜的荧光强度，带入拟合公式得到每个玻璃纤维滤膜上的浸出微塑料的质量。

15、根据本发明的一个优选实施例，绘制荧光二苯乙烯微塑料粉末的荧光强度标准曲线的步骤包括：

16、称取不同质量的荧光二苯乙烯微塑料粉末，放置在荧光显微镜下，设置激发波长和发射波长后测定各质量微塑料粉末的荧光强度，绘制荧光强度随微塑料粉末质量变化的标准曲线。

17、根据本发明的一个优选实施例，获取每个玻璃纤维滤膜的荧光强度的步骤包括：

18、将过滤后的玻璃纤维滤膜放置到荧光显微镜下进行观测，获取每个玻璃纤维滤膜的荧光图像；使用imagej软件对获取的荧光图像进行荧光强度数据的处理，获得每个玻璃纤维滤膜的荧光强度值。

19、根据本发明的一个优选实施例，对玻璃纤维滤膜进行分区观测，获取每个区域的荧光图像，在数据处理时进行区域荧光强度的加和，然后使用imagej软件对获取的荧光图像进行荧光强度数据的处理，获得每个玻璃纤维滤膜的总荧光强度值。

20、根据本发明的一个优选实施例，步骤s2中的多份微塑料粉末为n份微塑料粉末，经搅拌混合均匀后，获得n份浆体，将n份浆体中的每份浆体平分为两份，得到2n份子浆体，分别倒入2n个模具中，得到n组固化有微塑料的地聚合物，每组固化有微塑料的地聚合物包括两份固化有微塑料的地聚合物，同一组固化有微塑料的地聚合物内的两份固化有微塑料的地聚合物互作作为对照以控制误差。

21、根据本发明的一个优选实施例，在步骤s2中还包括制备一组不加入微塑料粉末的地聚合物，作为空白对照组；

22、该组不加入微塑料粉末的地聚合物也被分为两份,得到两份不加入微塑料粉末的地聚合物。

23、根据本发明的一个优选实施例，步骤s2还包括：对装有浆体的模具附上保鲜膜以防水分流失，然后放入微波炉中养护成型，微波功率设定为250-350w，照射时间为2-5分钟。

24、根据本发明的一个优选实施例，步骤s3还包括：使用所述玻璃纤维滤膜擦拭样品瓶内壁，获取附着在样品瓶内壁上的浸出微塑料。

25、根据本发明的一个优选实施例，地聚合物固化微塑料的固化效率的计算公式为：

26、v=(m-m1)/m

27、其中，v为固化效率，m为加入的微塑料粉末的质量，m1为浸出微塑料的质量。

28、本发明能够对地聚合物固化微塑料的性能进行研究和分析，有助于建立一种绿色、环保、经济、高效的环境微塑料去除方法。

技术特征：

1.一种基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于，所述分析方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于，绘制荧光二苯乙烯微塑料粉末的荧光强度标准曲线的步骤包括：

6.根据权利要求4所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于，获取每个玻璃纤维滤膜的荧光强度的步骤包括：

7.根据权利要求4所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于：

10. 根据权利要求1-9中任一项所述的基于地聚合物固化微塑料的方法，其特征在于，地聚合物固化微塑料的固化效率的计算公式为：

技术总结
本发明提供一种基于地聚合物固化微塑料的方法，包括：准备用于制备地聚合物的材料：提供液体激发剂和活性硅铝原料；确定制备地聚合物所需的液体激发剂和活性硅铝原料的配比；地聚合物固化微塑料：称取不同质量的多份微塑料粉末，与液体激发剂和活性硅铝原料混合均匀，将多份浆体分别倒入模具中，得到固化有微塑料的地聚合物；将每份固化有微塑料的地聚合物放入样品瓶中，加入等量的超纯水，进行振荡解吸，使用过滤器取出解吸液，并使用玻璃纤维滤膜过滤得到浸出微塑料；获得浸出微塑料的质量，计算地聚合物固化不同质量的微塑料的固化效率。本发明能够对地聚合物固化微塑料的性能进行研究和分析，有助于建立一种环境微塑料去除方法。

技术研发人员：董艳辉,叶竞繁,范东伟,赵毅鑫,李叶凡
受保护的技术使用者：中国科学院地质与地球物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15